Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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TECNOLOGIE E COSTI DELLE BONIFICHE SEDIMENTI
Michele Fratini
ISPRAIstituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale
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Indice1 Introduzione2 Criteri generali alla base degli interventi di bonifica3 MNR4 Capping5 Trattamenti in situ6 Dragaggio e scavo7 Trattamenti ex situ8 Costi
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Introduzionebull I sedimenti rappresentano una matrice ambientale estremamente
complessa con modalitagrave di formazione caratteristiche chimico fisiche e tipologie di contaminazione estremamente variabili
bull Problematica recente eth in Europa e in particolare nel nostro Paese non sono state ancora emanate norme per la gestione
bull Limitati interventi ricerche e risorse investite
La presentazione illustra una panoramica delle tecnologie per la bonifica dei sedimenti contaminati fluviali e lacuali prendendo come spunto lrsquoapproccio proposto dallrsquoAgenzia ambientale degli Stati Uniti
Contaminated Sediment Remediation Guidance for Hazardous Waste Site 540-R-05-012 Office of Solid Waste and Emergency Response OSWER 93550-85
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Tecnologie di bonifica applicazioni negli USA
Dati USEPA 2005 siti Superfund Sediment su 60 siti98 subaree1 Circa frac12 delle subaree sono fiumi e circa 13 sono wetlands2 I contaminanti di principali in termini di rischio sono
bull PCB in circa frac12 delle subareebull metalli in 13 delle subareebull IPA in 15 delle subaree
3 Il rischio ecologico determina la necessitagrave di procedere alla bonifica in circa 15 delle aree e contribuisce a determinare gli obiettivi di bonifica in frac34 delle aree
4 In 30 siti il dragaggio o lo scavo sono stati lrsquounico intervento mentre in 13 al dragaggio egrave stato affiancato il capping o il MNR Capping e MNR come unico intervento egrave stato applicato in meno del 10 dei siti
5 In circa frac12 delle aree il volume di sedimenti rimossi egrave inferiore a 40000 m3 mentre nel 10 egrave superiore a 800000 m3
6 Il numero di aree dragate egrave circa uguale a quello delle aree in cui egrave stato applicata lrsquoescavazione in circa frac12 di queste aree egrave stato realizzato un parziale ripristino con strati di sabbia
7 Lrsquoestensione delle coperture varia tra meno di 04 ha e 170 ha la maggior parte sono comprese tra 4 e 28 ha
httpwwwepagovsuperfundhealthconmediasedimentdatahtm
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Bonifiche di sedimenti applicazioni in ItaliaSIN con problematiche sedimenti Regione Anno decreto
perimetrazioneStato Attuazione Interventi
Venezia (Porto Marghera) Veneto 1998messa in sicurezza
bonifica ricerca
Cengio e Saliceto - Fiume Bormida Liguria-Piemonte 1998 monitoraggioricerca
Litorale Domizio Flegreo ed Agro Aversano - Regi Lagni Campania 1998 caratterizzazione
Pieve Vergonte - Toce L Maggiore L Mergozzo T Marmazza Piemonte 1998 caratterizzazione
Fiumi Saline e Alento Abruzzo 2001 caratterizzazione
Laguna di Grado e Marano Friuli-Venezia Giulia 2001caratterizzazione ricerca
prove pilota
Cogoleto ndash Stoppani - T Lerone Liguria 2001 caratterizzazione
Basso bacino del Fiume Chienti Marche 2001 caratterizzazione
Sulcis ndash Iglesiente ndash Guspinese - corsi dacqua aree minerarie Sardegna 2001 caratterizzazione
Trento nord - rogge Provincia autonoma Trento 2001 caratterizzazione
Brescia ndash Caffaro - rogge Lombardia 2002 caratterizzazione
Laghi di Mantova e Polo Chimico Lombardia 2002 caratterizzazione
Orbetello - laguna Toscana 2002 caratterizzazione
Area industriale della Val Basento Basilicata 2002 caratterizzazione
Bacino idrografico del Fiume Sacco Lazio 2005 caratterizzazione
Bacino idrografico del Fiume Sarno Campania 2005 Caratterizzazioneipilota
Bussi sul Tirino Abruzzo 2008 caratterizzazione
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Obiettivi degli interventi di bonifica
Percheacute bonificare e quanto bonificare
Ridurre permanentemente e significativamente la concentrazione eo la mobilitagrave delle sostanze inquinanti
ethdefinire i valori delle concentrazioni residue accettabili per ogni sito in modo da garantire la protezione della salute pubblica e dellambiente circostante anche in funzione dei possibili cambiamenti delle principali caratteristiche ambientali e territoriali indotti dalla metodologia di recupero
Proposta per la valutazione dello stato qualitativo dei sedimenti fluviali nel sito di interesse nazionale Fiumi Saline ed Alento Livelli Chimici di Riferimento (LCR) non direttamente correlabili con lrsquoecotossicitagrave del sedimento ethapprofondimento chimico analiticoethapprofondimento tossicologicoethanalisi di rischio ecologico = dati chimici + ecotossicologici + ecologiciethconcentrazione residua = fondo naturaleantropico
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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica
La selezione delle alternative di intervento egrave un processo che dipende dabull volume di sedimenti da trattarebull caratteristiche dei sedimenti
bullFISICHE - granulometria e caratteristiche mineralogiche presenza di sostanza organicabullCHIMICHE - Ph Condizioni ossido-riducenti
bull tipologia di contaminazione - deve tener conto degli inquinanti presenti e dellrsquoefficacia di ciascuna tecnologia nel distruggerli rimuoverli o immobilizzarli
presenza di materiali fini rende piugrave difficile il trattamento il contaminante egrave fortemente ldquolegatordquo alle particelle (elevato contenuto di SO e argille)
un ridotto contenuto in solidi rende i sedimenti piugrave difficili da trattare
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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica
bull requisiti normativi bull problemi realizzativi - necessitagrave di spazi stoccaggio provvisorio
trattamento delle acque reflue controllo delle emissioni gassosehellip
bull tempi necessari per il raggiungimento degli obiettivi di bonificabull aspetti correlati a fattori sociali ed economici es destinazione
dellrsquoarea (migliorare la condizione di navigazione in unrsquoarea con profonditagrave non sufficientihellip)
bull costibull integrazione e armonizzazione con ambiente e comunitagrave
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httpwwwapatgovitsiteit-ITServizi_per_lAmbienteSiti_contaminatiTecnologie_di_bonifica
Criteri generali alla base degli interventi di bonificaMolte tecnologie di bonifica dei sedimenti sono derivate da quelle utilizzate per il trattamento dei terreni contaminati(modificate per tener conto delle caratteristiche dei sedimenti es presenza di sostanza organica contenuto drsquoacqua elevato ecc)
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Alternative di intervento
bull aree con diverso grado di contaminazione
Attivitagrave di recupero puograve combinare diverse metodologie
bull realizzazione di dragaggio e scavo nei settori identificati come piugrave pericolosi MNR nelle aree in cui il livello della contaminazione egrave piugrave basso
bull aree caratterizzate da tassi diversi di sedimentazione
bull capping aree a tasso di sedimentazione basso MNR nelle porzioni di sito a maggior tasso di deposizione (es lato sotto corrente di un meandro)
Da Elena Romano ndash ISPRA Il sito di interesse nazionale di Coroglio Bagnoli dalla caratterizzazione ambientale al progettodi bonifica
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
I sistemi di trattamento applicati per la bonifica dei sedimenti contaminati sono generalmente distinti a seconda che il trattamento avvenga senza rimozione dei materiali oppure dopo averli rimossi in
bull Interventi in situbull Interventi ex situ
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Alternative di intervento
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee
Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti
Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio
MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione
bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento
stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da
stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse
bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli
contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui
avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare
bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione
bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque
superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche
B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti
C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti
D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati
bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello
concettuale (implementazione di modelli matematici)
bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei
controlli da parte degli enti istituzionali
bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico
2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto
PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Capping
Tipologia di coperture
bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia
bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)
Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati
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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA
ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano
bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie
ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti
bull riduce la risospensione e il trasporto
Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento
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CappingVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica
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CappingModalitagrave di messa in opera
Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti
Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave
Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte
Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici
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Capping
nastro trasportatore
chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml
Modalitagrave di messa in opera
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Indice1 Introduzione2 Criteri generali alla base degli interventi di bonifica3 MNR4 Capping5 Trattamenti in situ6 Dragaggio e scavo7 Trattamenti ex situ8 Costi
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Introduzionebull I sedimenti rappresentano una matrice ambientale estremamente
complessa con modalitagrave di formazione caratteristiche chimico fisiche e tipologie di contaminazione estremamente variabili
bull Problematica recente eth in Europa e in particolare nel nostro Paese non sono state ancora emanate norme per la gestione
bull Limitati interventi ricerche e risorse investite
La presentazione illustra una panoramica delle tecnologie per la bonifica dei sedimenti contaminati fluviali e lacuali prendendo come spunto lrsquoapproccio proposto dallrsquoAgenzia ambientale degli Stati Uniti
Contaminated Sediment Remediation Guidance for Hazardous Waste Site 540-R-05-012 Office of Solid Waste and Emergency Response OSWER 93550-85
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Tecnologie di bonifica applicazioni negli USA
Dati USEPA 2005 siti Superfund Sediment su 60 siti98 subaree1 Circa frac12 delle subaree sono fiumi e circa 13 sono wetlands2 I contaminanti di principali in termini di rischio sono
bull PCB in circa frac12 delle subareebull metalli in 13 delle subareebull IPA in 15 delle subaree
3 Il rischio ecologico determina la necessitagrave di procedere alla bonifica in circa 15 delle aree e contribuisce a determinare gli obiettivi di bonifica in frac34 delle aree
4 In 30 siti il dragaggio o lo scavo sono stati lrsquounico intervento mentre in 13 al dragaggio egrave stato affiancato il capping o il MNR Capping e MNR come unico intervento egrave stato applicato in meno del 10 dei siti
5 In circa frac12 delle aree il volume di sedimenti rimossi egrave inferiore a 40000 m3 mentre nel 10 egrave superiore a 800000 m3
6 Il numero di aree dragate egrave circa uguale a quello delle aree in cui egrave stato applicata lrsquoescavazione in circa frac12 di queste aree egrave stato realizzato un parziale ripristino con strati di sabbia
7 Lrsquoestensione delle coperture varia tra meno di 04 ha e 170 ha la maggior parte sono comprese tra 4 e 28 ha
httpwwwepagovsuperfundhealthconmediasedimentdatahtm
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Bonifiche di sedimenti applicazioni in ItaliaSIN con problematiche sedimenti Regione Anno decreto
perimetrazioneStato Attuazione Interventi
Venezia (Porto Marghera) Veneto 1998messa in sicurezza
bonifica ricerca
Cengio e Saliceto - Fiume Bormida Liguria-Piemonte 1998 monitoraggioricerca
Litorale Domizio Flegreo ed Agro Aversano - Regi Lagni Campania 1998 caratterizzazione
Pieve Vergonte - Toce L Maggiore L Mergozzo T Marmazza Piemonte 1998 caratterizzazione
Fiumi Saline e Alento Abruzzo 2001 caratterizzazione
Laguna di Grado e Marano Friuli-Venezia Giulia 2001caratterizzazione ricerca
prove pilota
Cogoleto ndash Stoppani - T Lerone Liguria 2001 caratterizzazione
Basso bacino del Fiume Chienti Marche 2001 caratterizzazione
Sulcis ndash Iglesiente ndash Guspinese - corsi dacqua aree minerarie Sardegna 2001 caratterizzazione
Trento nord - rogge Provincia autonoma Trento 2001 caratterizzazione
Brescia ndash Caffaro - rogge Lombardia 2002 caratterizzazione
Laghi di Mantova e Polo Chimico Lombardia 2002 caratterizzazione
Orbetello - laguna Toscana 2002 caratterizzazione
Area industriale della Val Basento Basilicata 2002 caratterizzazione
Bacino idrografico del Fiume Sacco Lazio 2005 caratterizzazione
Bacino idrografico del Fiume Sarno Campania 2005 Caratterizzazioneipilota
Bussi sul Tirino Abruzzo 2008 caratterizzazione
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Obiettivi degli interventi di bonifica
Percheacute bonificare e quanto bonificare
Ridurre permanentemente e significativamente la concentrazione eo la mobilitagrave delle sostanze inquinanti
ethdefinire i valori delle concentrazioni residue accettabili per ogni sito in modo da garantire la protezione della salute pubblica e dellambiente circostante anche in funzione dei possibili cambiamenti delle principali caratteristiche ambientali e territoriali indotti dalla metodologia di recupero
Proposta per la valutazione dello stato qualitativo dei sedimenti fluviali nel sito di interesse nazionale Fiumi Saline ed Alento Livelli Chimici di Riferimento (LCR) non direttamente correlabili con lrsquoecotossicitagrave del sedimento ethapprofondimento chimico analiticoethapprofondimento tossicologicoethanalisi di rischio ecologico = dati chimici + ecotossicologici + ecologiciethconcentrazione residua = fondo naturaleantropico
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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica
La selezione delle alternative di intervento egrave un processo che dipende dabull volume di sedimenti da trattarebull caratteristiche dei sedimenti
bullFISICHE - granulometria e caratteristiche mineralogiche presenza di sostanza organicabullCHIMICHE - Ph Condizioni ossido-riducenti
bull tipologia di contaminazione - deve tener conto degli inquinanti presenti e dellrsquoefficacia di ciascuna tecnologia nel distruggerli rimuoverli o immobilizzarli
presenza di materiali fini rende piugrave difficile il trattamento il contaminante egrave fortemente ldquolegatordquo alle particelle (elevato contenuto di SO e argille)
un ridotto contenuto in solidi rende i sedimenti piugrave difficili da trattare
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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica
bull requisiti normativi bull problemi realizzativi - necessitagrave di spazi stoccaggio provvisorio
trattamento delle acque reflue controllo delle emissioni gassosehellip
bull tempi necessari per il raggiungimento degli obiettivi di bonificabull aspetti correlati a fattori sociali ed economici es destinazione
dellrsquoarea (migliorare la condizione di navigazione in unrsquoarea con profonditagrave non sufficientihellip)
bull costibull integrazione e armonizzazione con ambiente e comunitagrave
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httpwwwapatgovitsiteit-ITServizi_per_lAmbienteSiti_contaminatiTecnologie_di_bonifica
Criteri generali alla base degli interventi di bonificaMolte tecnologie di bonifica dei sedimenti sono derivate da quelle utilizzate per il trattamento dei terreni contaminati(modificate per tener conto delle caratteristiche dei sedimenti es presenza di sostanza organica contenuto drsquoacqua elevato ecc)
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Alternative di intervento
bull aree con diverso grado di contaminazione
Attivitagrave di recupero puograve combinare diverse metodologie
bull realizzazione di dragaggio e scavo nei settori identificati come piugrave pericolosi MNR nelle aree in cui il livello della contaminazione egrave piugrave basso
bull aree caratterizzate da tassi diversi di sedimentazione
bull capping aree a tasso di sedimentazione basso MNR nelle porzioni di sito a maggior tasso di deposizione (es lato sotto corrente di un meandro)
Da Elena Romano ndash ISPRA Il sito di interesse nazionale di Coroglio Bagnoli dalla caratterizzazione ambientale al progettodi bonifica
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
I sistemi di trattamento applicati per la bonifica dei sedimenti contaminati sono generalmente distinti a seconda che il trattamento avvenga senza rimozione dei materiali oppure dopo averli rimossi in
bull Interventi in situbull Interventi ex situ
11
Alternative di intervento
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee
Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti
Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio
MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione
bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento
stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da
stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse
bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli
contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui
avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare
bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione
bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque
superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche
B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti
C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti
D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati
bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello
concettuale (implementazione di modelli matematici)
bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei
controlli da parte degli enti istituzionali
bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico
2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto
PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Capping
Tipologia di coperture
bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia
bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)
Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati
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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA
ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano
bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie
ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti
bull riduce la risospensione e il trasporto
Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento
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CappingVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica
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CappingModalitagrave di messa in opera
Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti
Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave
Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte
Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici
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Capping
nastro trasportatore
chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml
Modalitagrave di messa in opera
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Introduzionebull I sedimenti rappresentano una matrice ambientale estremamente
complessa con modalitagrave di formazione caratteristiche chimico fisiche e tipologie di contaminazione estremamente variabili
bull Problematica recente eth in Europa e in particolare nel nostro Paese non sono state ancora emanate norme per la gestione
bull Limitati interventi ricerche e risorse investite
La presentazione illustra una panoramica delle tecnologie per la bonifica dei sedimenti contaminati fluviali e lacuali prendendo come spunto lrsquoapproccio proposto dallrsquoAgenzia ambientale degli Stati Uniti
Contaminated Sediment Remediation Guidance for Hazardous Waste Site 540-R-05-012 Office of Solid Waste and Emergency Response OSWER 93550-85
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Tecnologie di bonifica applicazioni negli USA
Dati USEPA 2005 siti Superfund Sediment su 60 siti98 subaree1 Circa frac12 delle subaree sono fiumi e circa 13 sono wetlands2 I contaminanti di principali in termini di rischio sono
bull PCB in circa frac12 delle subareebull metalli in 13 delle subareebull IPA in 15 delle subaree
3 Il rischio ecologico determina la necessitagrave di procedere alla bonifica in circa 15 delle aree e contribuisce a determinare gli obiettivi di bonifica in frac34 delle aree
4 In 30 siti il dragaggio o lo scavo sono stati lrsquounico intervento mentre in 13 al dragaggio egrave stato affiancato il capping o il MNR Capping e MNR come unico intervento egrave stato applicato in meno del 10 dei siti
5 In circa frac12 delle aree il volume di sedimenti rimossi egrave inferiore a 40000 m3 mentre nel 10 egrave superiore a 800000 m3
6 Il numero di aree dragate egrave circa uguale a quello delle aree in cui egrave stato applicata lrsquoescavazione in circa frac12 di queste aree egrave stato realizzato un parziale ripristino con strati di sabbia
7 Lrsquoestensione delle coperture varia tra meno di 04 ha e 170 ha la maggior parte sono comprese tra 4 e 28 ha
httpwwwepagovsuperfundhealthconmediasedimentdatahtm
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Bonifiche di sedimenti applicazioni in ItaliaSIN con problematiche sedimenti Regione Anno decreto
perimetrazioneStato Attuazione Interventi
Venezia (Porto Marghera) Veneto 1998messa in sicurezza
bonifica ricerca
Cengio e Saliceto - Fiume Bormida Liguria-Piemonte 1998 monitoraggioricerca
Litorale Domizio Flegreo ed Agro Aversano - Regi Lagni Campania 1998 caratterizzazione
Pieve Vergonte - Toce L Maggiore L Mergozzo T Marmazza Piemonte 1998 caratterizzazione
Fiumi Saline e Alento Abruzzo 2001 caratterizzazione
Laguna di Grado e Marano Friuli-Venezia Giulia 2001caratterizzazione ricerca
prove pilota
Cogoleto ndash Stoppani - T Lerone Liguria 2001 caratterizzazione
Basso bacino del Fiume Chienti Marche 2001 caratterizzazione
Sulcis ndash Iglesiente ndash Guspinese - corsi dacqua aree minerarie Sardegna 2001 caratterizzazione
Trento nord - rogge Provincia autonoma Trento 2001 caratterizzazione
Brescia ndash Caffaro - rogge Lombardia 2002 caratterizzazione
Laghi di Mantova e Polo Chimico Lombardia 2002 caratterizzazione
Orbetello - laguna Toscana 2002 caratterizzazione
Area industriale della Val Basento Basilicata 2002 caratterizzazione
Bacino idrografico del Fiume Sacco Lazio 2005 caratterizzazione
Bacino idrografico del Fiume Sarno Campania 2005 Caratterizzazioneipilota
Bussi sul Tirino Abruzzo 2008 caratterizzazione
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Obiettivi degli interventi di bonifica
Percheacute bonificare e quanto bonificare
Ridurre permanentemente e significativamente la concentrazione eo la mobilitagrave delle sostanze inquinanti
ethdefinire i valori delle concentrazioni residue accettabili per ogni sito in modo da garantire la protezione della salute pubblica e dellambiente circostante anche in funzione dei possibili cambiamenti delle principali caratteristiche ambientali e territoriali indotti dalla metodologia di recupero
Proposta per la valutazione dello stato qualitativo dei sedimenti fluviali nel sito di interesse nazionale Fiumi Saline ed Alento Livelli Chimici di Riferimento (LCR) non direttamente correlabili con lrsquoecotossicitagrave del sedimento ethapprofondimento chimico analiticoethapprofondimento tossicologicoethanalisi di rischio ecologico = dati chimici + ecotossicologici + ecologiciethconcentrazione residua = fondo naturaleantropico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica
La selezione delle alternative di intervento egrave un processo che dipende dabull volume di sedimenti da trattarebull caratteristiche dei sedimenti
bullFISICHE - granulometria e caratteristiche mineralogiche presenza di sostanza organicabullCHIMICHE - Ph Condizioni ossido-riducenti
bull tipologia di contaminazione - deve tener conto degli inquinanti presenti e dellrsquoefficacia di ciascuna tecnologia nel distruggerli rimuoverli o immobilizzarli
presenza di materiali fini rende piugrave difficile il trattamento il contaminante egrave fortemente ldquolegatordquo alle particelle (elevato contenuto di SO e argille)
un ridotto contenuto in solidi rende i sedimenti piugrave difficili da trattare
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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica
bull requisiti normativi bull problemi realizzativi - necessitagrave di spazi stoccaggio provvisorio
trattamento delle acque reflue controllo delle emissioni gassosehellip
bull tempi necessari per il raggiungimento degli obiettivi di bonificabull aspetti correlati a fattori sociali ed economici es destinazione
dellrsquoarea (migliorare la condizione di navigazione in unrsquoarea con profonditagrave non sufficientihellip)
bull costibull integrazione e armonizzazione con ambiente e comunitagrave
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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httpwwwapatgovitsiteit-ITServizi_per_lAmbienteSiti_contaminatiTecnologie_di_bonifica
Criteri generali alla base degli interventi di bonificaMolte tecnologie di bonifica dei sedimenti sono derivate da quelle utilizzate per il trattamento dei terreni contaminati(modificate per tener conto delle caratteristiche dei sedimenti es presenza di sostanza organica contenuto drsquoacqua elevato ecc)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
bull aree con diverso grado di contaminazione
Attivitagrave di recupero puograve combinare diverse metodologie
bull realizzazione di dragaggio e scavo nei settori identificati come piugrave pericolosi MNR nelle aree in cui il livello della contaminazione egrave piugrave basso
bull aree caratterizzate da tassi diversi di sedimentazione
bull capping aree a tasso di sedimentazione basso MNR nelle porzioni di sito a maggior tasso di deposizione (es lato sotto corrente di un meandro)
Da Elena Romano ndash ISPRA Il sito di interesse nazionale di Coroglio Bagnoli dalla caratterizzazione ambientale al progettodi bonifica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
I sistemi di trattamento applicati per la bonifica dei sedimenti contaminati sono generalmente distinti a seconda che il trattamento avvenga senza rimozione dei materiali oppure dopo averli rimossi in
bull Interventi in situbull Interventi ex situ
11
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee
Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti
Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio
MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione
bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento
stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da
stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse
bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli
contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui
avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare
bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione
bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque
superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche
B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti
C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti
D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati
bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello
concettuale (implementazione di modelli matematici)
bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei
controlli da parte degli enti istituzionali
bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico
2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto
PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Capping
Tipologia di coperture
bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia
bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)
Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati
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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA
ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano
bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie
ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti
bull riduce la risospensione e il trasporto
Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento
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CappingVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica
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CappingModalitagrave di messa in opera
Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti
Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave
Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte
Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici
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Capping
nastro trasportatore
chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml
Modalitagrave di messa in opera
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Tecnologie di bonifica applicazioni negli USA
Dati USEPA 2005 siti Superfund Sediment su 60 siti98 subaree1 Circa frac12 delle subaree sono fiumi e circa 13 sono wetlands2 I contaminanti di principali in termini di rischio sono
bull PCB in circa frac12 delle subareebull metalli in 13 delle subareebull IPA in 15 delle subaree
3 Il rischio ecologico determina la necessitagrave di procedere alla bonifica in circa 15 delle aree e contribuisce a determinare gli obiettivi di bonifica in frac34 delle aree
4 In 30 siti il dragaggio o lo scavo sono stati lrsquounico intervento mentre in 13 al dragaggio egrave stato affiancato il capping o il MNR Capping e MNR come unico intervento egrave stato applicato in meno del 10 dei siti
5 In circa frac12 delle aree il volume di sedimenti rimossi egrave inferiore a 40000 m3 mentre nel 10 egrave superiore a 800000 m3
6 Il numero di aree dragate egrave circa uguale a quello delle aree in cui egrave stato applicata lrsquoescavazione in circa frac12 di queste aree egrave stato realizzato un parziale ripristino con strati di sabbia
7 Lrsquoestensione delle coperture varia tra meno di 04 ha e 170 ha la maggior parte sono comprese tra 4 e 28 ha
httpwwwepagovsuperfundhealthconmediasedimentdatahtm
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Bonifiche di sedimenti applicazioni in ItaliaSIN con problematiche sedimenti Regione Anno decreto
perimetrazioneStato Attuazione Interventi
Venezia (Porto Marghera) Veneto 1998messa in sicurezza
bonifica ricerca
Cengio e Saliceto - Fiume Bormida Liguria-Piemonte 1998 monitoraggioricerca
Litorale Domizio Flegreo ed Agro Aversano - Regi Lagni Campania 1998 caratterizzazione
Pieve Vergonte - Toce L Maggiore L Mergozzo T Marmazza Piemonte 1998 caratterizzazione
Fiumi Saline e Alento Abruzzo 2001 caratterizzazione
Laguna di Grado e Marano Friuli-Venezia Giulia 2001caratterizzazione ricerca
prove pilota
Cogoleto ndash Stoppani - T Lerone Liguria 2001 caratterizzazione
Basso bacino del Fiume Chienti Marche 2001 caratterizzazione
Sulcis ndash Iglesiente ndash Guspinese - corsi dacqua aree minerarie Sardegna 2001 caratterizzazione
Trento nord - rogge Provincia autonoma Trento 2001 caratterizzazione
Brescia ndash Caffaro - rogge Lombardia 2002 caratterizzazione
Laghi di Mantova e Polo Chimico Lombardia 2002 caratterizzazione
Orbetello - laguna Toscana 2002 caratterizzazione
Area industriale della Val Basento Basilicata 2002 caratterizzazione
Bacino idrografico del Fiume Sacco Lazio 2005 caratterizzazione
Bacino idrografico del Fiume Sarno Campania 2005 Caratterizzazioneipilota
Bussi sul Tirino Abruzzo 2008 caratterizzazione
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Obiettivi degli interventi di bonifica
Percheacute bonificare e quanto bonificare
Ridurre permanentemente e significativamente la concentrazione eo la mobilitagrave delle sostanze inquinanti
ethdefinire i valori delle concentrazioni residue accettabili per ogni sito in modo da garantire la protezione della salute pubblica e dellambiente circostante anche in funzione dei possibili cambiamenti delle principali caratteristiche ambientali e territoriali indotti dalla metodologia di recupero
Proposta per la valutazione dello stato qualitativo dei sedimenti fluviali nel sito di interesse nazionale Fiumi Saline ed Alento Livelli Chimici di Riferimento (LCR) non direttamente correlabili con lrsquoecotossicitagrave del sedimento ethapprofondimento chimico analiticoethapprofondimento tossicologicoethanalisi di rischio ecologico = dati chimici + ecotossicologici + ecologiciethconcentrazione residua = fondo naturaleantropico
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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica
La selezione delle alternative di intervento egrave un processo che dipende dabull volume di sedimenti da trattarebull caratteristiche dei sedimenti
bullFISICHE - granulometria e caratteristiche mineralogiche presenza di sostanza organicabullCHIMICHE - Ph Condizioni ossido-riducenti
bull tipologia di contaminazione - deve tener conto degli inquinanti presenti e dellrsquoefficacia di ciascuna tecnologia nel distruggerli rimuoverli o immobilizzarli
presenza di materiali fini rende piugrave difficile il trattamento il contaminante egrave fortemente ldquolegatordquo alle particelle (elevato contenuto di SO e argille)
un ridotto contenuto in solidi rende i sedimenti piugrave difficili da trattare
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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica
bull requisiti normativi bull problemi realizzativi - necessitagrave di spazi stoccaggio provvisorio
trattamento delle acque reflue controllo delle emissioni gassosehellip
bull tempi necessari per il raggiungimento degli obiettivi di bonificabull aspetti correlati a fattori sociali ed economici es destinazione
dellrsquoarea (migliorare la condizione di navigazione in unrsquoarea con profonditagrave non sufficientihellip)
bull costibull integrazione e armonizzazione con ambiente e comunitagrave
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httpwwwapatgovitsiteit-ITServizi_per_lAmbienteSiti_contaminatiTecnologie_di_bonifica
Criteri generali alla base degli interventi di bonificaMolte tecnologie di bonifica dei sedimenti sono derivate da quelle utilizzate per il trattamento dei terreni contaminati(modificate per tener conto delle caratteristiche dei sedimenti es presenza di sostanza organica contenuto drsquoacqua elevato ecc)
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Alternative di intervento
bull aree con diverso grado di contaminazione
Attivitagrave di recupero puograve combinare diverse metodologie
bull realizzazione di dragaggio e scavo nei settori identificati come piugrave pericolosi MNR nelle aree in cui il livello della contaminazione egrave piugrave basso
bull aree caratterizzate da tassi diversi di sedimentazione
bull capping aree a tasso di sedimentazione basso MNR nelle porzioni di sito a maggior tasso di deposizione (es lato sotto corrente di un meandro)
Da Elena Romano ndash ISPRA Il sito di interesse nazionale di Coroglio Bagnoli dalla caratterizzazione ambientale al progettodi bonifica
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
I sistemi di trattamento applicati per la bonifica dei sedimenti contaminati sono generalmente distinti a seconda che il trattamento avvenga senza rimozione dei materiali oppure dopo averli rimossi in
bull Interventi in situbull Interventi ex situ
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Alternative di intervento
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee
Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti
Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio
MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione
bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento
stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da
stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse
bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli
contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui
avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare
bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione
bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque
superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche
B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti
C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti
D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati
bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello
concettuale (implementazione di modelli matematici)
bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei
controlli da parte degli enti istituzionali
bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico
2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto
PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Capping
Tipologia di coperture
bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia
bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)
Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati
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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA
ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano
bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie
ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti
bull riduce la risospensione e il trasporto
Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento
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CappingVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica
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CappingModalitagrave di messa in opera
Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti
Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave
Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte
Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici
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Capping
nastro trasportatore
chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml
Modalitagrave di messa in opera
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Bonifiche di sedimenti applicazioni in ItaliaSIN con problematiche sedimenti Regione Anno decreto
perimetrazioneStato Attuazione Interventi
Venezia (Porto Marghera) Veneto 1998messa in sicurezza
bonifica ricerca
Cengio e Saliceto - Fiume Bormida Liguria-Piemonte 1998 monitoraggioricerca
Litorale Domizio Flegreo ed Agro Aversano - Regi Lagni Campania 1998 caratterizzazione
Pieve Vergonte - Toce L Maggiore L Mergozzo T Marmazza Piemonte 1998 caratterizzazione
Fiumi Saline e Alento Abruzzo 2001 caratterizzazione
Laguna di Grado e Marano Friuli-Venezia Giulia 2001caratterizzazione ricerca
prove pilota
Cogoleto ndash Stoppani - T Lerone Liguria 2001 caratterizzazione
Basso bacino del Fiume Chienti Marche 2001 caratterizzazione
Sulcis ndash Iglesiente ndash Guspinese - corsi dacqua aree minerarie Sardegna 2001 caratterizzazione
Trento nord - rogge Provincia autonoma Trento 2001 caratterizzazione
Brescia ndash Caffaro - rogge Lombardia 2002 caratterizzazione
Laghi di Mantova e Polo Chimico Lombardia 2002 caratterizzazione
Orbetello - laguna Toscana 2002 caratterizzazione
Area industriale della Val Basento Basilicata 2002 caratterizzazione
Bacino idrografico del Fiume Sacco Lazio 2005 caratterizzazione
Bacino idrografico del Fiume Sarno Campania 2005 Caratterizzazioneipilota
Bussi sul Tirino Abruzzo 2008 caratterizzazione
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Obiettivi degli interventi di bonifica
Percheacute bonificare e quanto bonificare
Ridurre permanentemente e significativamente la concentrazione eo la mobilitagrave delle sostanze inquinanti
ethdefinire i valori delle concentrazioni residue accettabili per ogni sito in modo da garantire la protezione della salute pubblica e dellambiente circostante anche in funzione dei possibili cambiamenti delle principali caratteristiche ambientali e territoriali indotti dalla metodologia di recupero
Proposta per la valutazione dello stato qualitativo dei sedimenti fluviali nel sito di interesse nazionale Fiumi Saline ed Alento Livelli Chimici di Riferimento (LCR) non direttamente correlabili con lrsquoecotossicitagrave del sedimento ethapprofondimento chimico analiticoethapprofondimento tossicologicoethanalisi di rischio ecologico = dati chimici + ecotossicologici + ecologiciethconcentrazione residua = fondo naturaleantropico
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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica
La selezione delle alternative di intervento egrave un processo che dipende dabull volume di sedimenti da trattarebull caratteristiche dei sedimenti
bullFISICHE - granulometria e caratteristiche mineralogiche presenza di sostanza organicabullCHIMICHE - Ph Condizioni ossido-riducenti
bull tipologia di contaminazione - deve tener conto degli inquinanti presenti e dellrsquoefficacia di ciascuna tecnologia nel distruggerli rimuoverli o immobilizzarli
presenza di materiali fini rende piugrave difficile il trattamento il contaminante egrave fortemente ldquolegatordquo alle particelle (elevato contenuto di SO e argille)
un ridotto contenuto in solidi rende i sedimenti piugrave difficili da trattare
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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica
bull requisiti normativi bull problemi realizzativi - necessitagrave di spazi stoccaggio provvisorio
trattamento delle acque reflue controllo delle emissioni gassosehellip
bull tempi necessari per il raggiungimento degli obiettivi di bonificabull aspetti correlati a fattori sociali ed economici es destinazione
dellrsquoarea (migliorare la condizione di navigazione in unrsquoarea con profonditagrave non sufficientihellip)
bull costibull integrazione e armonizzazione con ambiente e comunitagrave
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httpwwwapatgovitsiteit-ITServizi_per_lAmbienteSiti_contaminatiTecnologie_di_bonifica
Criteri generali alla base degli interventi di bonificaMolte tecnologie di bonifica dei sedimenti sono derivate da quelle utilizzate per il trattamento dei terreni contaminati(modificate per tener conto delle caratteristiche dei sedimenti es presenza di sostanza organica contenuto drsquoacqua elevato ecc)
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Alternative di intervento
bull aree con diverso grado di contaminazione
Attivitagrave di recupero puograve combinare diverse metodologie
bull realizzazione di dragaggio e scavo nei settori identificati come piugrave pericolosi MNR nelle aree in cui il livello della contaminazione egrave piugrave basso
bull aree caratterizzate da tassi diversi di sedimentazione
bull capping aree a tasso di sedimentazione basso MNR nelle porzioni di sito a maggior tasso di deposizione (es lato sotto corrente di un meandro)
Da Elena Romano ndash ISPRA Il sito di interesse nazionale di Coroglio Bagnoli dalla caratterizzazione ambientale al progettodi bonifica
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
I sistemi di trattamento applicati per la bonifica dei sedimenti contaminati sono generalmente distinti a seconda che il trattamento avvenga senza rimozione dei materiali oppure dopo averli rimossi in
bull Interventi in situbull Interventi ex situ
11
Alternative di intervento
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee
Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti
Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio
MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione
bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento
stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da
stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse
bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli
contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui
avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare
bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione
bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque
superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche
B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti
C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti
D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati
bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello
concettuale (implementazione di modelli matematici)
bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei
controlli da parte degli enti istituzionali
bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico
2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto
PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Capping
Tipologia di coperture
bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia
bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)
Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati
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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA
ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano
bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie
ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti
bull riduce la risospensione e il trasporto
Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento
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CappingVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica
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CappingModalitagrave di messa in opera
Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti
Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave
Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte
Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici
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Capping
nastro trasportatore
chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml
Modalitagrave di messa in opera
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Obiettivi degli interventi di bonifica
Percheacute bonificare e quanto bonificare
Ridurre permanentemente e significativamente la concentrazione eo la mobilitagrave delle sostanze inquinanti
ethdefinire i valori delle concentrazioni residue accettabili per ogni sito in modo da garantire la protezione della salute pubblica e dellambiente circostante anche in funzione dei possibili cambiamenti delle principali caratteristiche ambientali e territoriali indotti dalla metodologia di recupero
Proposta per la valutazione dello stato qualitativo dei sedimenti fluviali nel sito di interesse nazionale Fiumi Saline ed Alento Livelli Chimici di Riferimento (LCR) non direttamente correlabili con lrsquoecotossicitagrave del sedimento ethapprofondimento chimico analiticoethapprofondimento tossicologicoethanalisi di rischio ecologico = dati chimici + ecotossicologici + ecologiciethconcentrazione residua = fondo naturaleantropico
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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica
La selezione delle alternative di intervento egrave un processo che dipende dabull volume di sedimenti da trattarebull caratteristiche dei sedimenti
bullFISICHE - granulometria e caratteristiche mineralogiche presenza di sostanza organicabullCHIMICHE - Ph Condizioni ossido-riducenti
bull tipologia di contaminazione - deve tener conto degli inquinanti presenti e dellrsquoefficacia di ciascuna tecnologia nel distruggerli rimuoverli o immobilizzarli
presenza di materiali fini rende piugrave difficile il trattamento il contaminante egrave fortemente ldquolegatordquo alle particelle (elevato contenuto di SO e argille)
un ridotto contenuto in solidi rende i sedimenti piugrave difficili da trattare
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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica
bull requisiti normativi bull problemi realizzativi - necessitagrave di spazi stoccaggio provvisorio
trattamento delle acque reflue controllo delle emissioni gassosehellip
bull tempi necessari per il raggiungimento degli obiettivi di bonificabull aspetti correlati a fattori sociali ed economici es destinazione
dellrsquoarea (migliorare la condizione di navigazione in unrsquoarea con profonditagrave non sufficientihellip)
bull costibull integrazione e armonizzazione con ambiente e comunitagrave
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httpwwwapatgovitsiteit-ITServizi_per_lAmbienteSiti_contaminatiTecnologie_di_bonifica
Criteri generali alla base degli interventi di bonificaMolte tecnologie di bonifica dei sedimenti sono derivate da quelle utilizzate per il trattamento dei terreni contaminati(modificate per tener conto delle caratteristiche dei sedimenti es presenza di sostanza organica contenuto drsquoacqua elevato ecc)
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Alternative di intervento
bull aree con diverso grado di contaminazione
Attivitagrave di recupero puograve combinare diverse metodologie
bull realizzazione di dragaggio e scavo nei settori identificati come piugrave pericolosi MNR nelle aree in cui il livello della contaminazione egrave piugrave basso
bull aree caratterizzate da tassi diversi di sedimentazione
bull capping aree a tasso di sedimentazione basso MNR nelle porzioni di sito a maggior tasso di deposizione (es lato sotto corrente di un meandro)
Da Elena Romano ndash ISPRA Il sito di interesse nazionale di Coroglio Bagnoli dalla caratterizzazione ambientale al progettodi bonifica
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
I sistemi di trattamento applicati per la bonifica dei sedimenti contaminati sono generalmente distinti a seconda che il trattamento avvenga senza rimozione dei materiali oppure dopo averli rimossi in
bull Interventi in situbull Interventi ex situ
11
Alternative di intervento
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee
Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti
Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio
MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione
bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento
stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da
stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse
bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli
contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui
avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare
bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione
bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque
superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche
B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti
C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti
D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati
bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello
concettuale (implementazione di modelli matematici)
bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei
controlli da parte degli enti istituzionali
bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico
2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto
PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Capping
Tipologia di coperture
bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia
bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)
Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA
ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano
bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie
ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti
bull riduce la risospensione e il trasporto
Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento
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CappingVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CappingModalitagrave di messa in opera
Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti
Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave
Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte
Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici
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Capping
nastro trasportatore
chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml
Modalitagrave di messa in opera
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica
La selezione delle alternative di intervento egrave un processo che dipende dabull volume di sedimenti da trattarebull caratteristiche dei sedimenti
bullFISICHE - granulometria e caratteristiche mineralogiche presenza di sostanza organicabullCHIMICHE - Ph Condizioni ossido-riducenti
bull tipologia di contaminazione - deve tener conto degli inquinanti presenti e dellrsquoefficacia di ciascuna tecnologia nel distruggerli rimuoverli o immobilizzarli
presenza di materiali fini rende piugrave difficile il trattamento il contaminante egrave fortemente ldquolegatordquo alle particelle (elevato contenuto di SO e argille)
un ridotto contenuto in solidi rende i sedimenti piugrave difficili da trattare
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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica
bull requisiti normativi bull problemi realizzativi - necessitagrave di spazi stoccaggio provvisorio
trattamento delle acque reflue controllo delle emissioni gassosehellip
bull tempi necessari per il raggiungimento degli obiettivi di bonificabull aspetti correlati a fattori sociali ed economici es destinazione
dellrsquoarea (migliorare la condizione di navigazione in unrsquoarea con profonditagrave non sufficientihellip)
bull costibull integrazione e armonizzazione con ambiente e comunitagrave
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httpwwwapatgovitsiteit-ITServizi_per_lAmbienteSiti_contaminatiTecnologie_di_bonifica
Criteri generali alla base degli interventi di bonificaMolte tecnologie di bonifica dei sedimenti sono derivate da quelle utilizzate per il trattamento dei terreni contaminati(modificate per tener conto delle caratteristiche dei sedimenti es presenza di sostanza organica contenuto drsquoacqua elevato ecc)
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Alternative di intervento
bull aree con diverso grado di contaminazione
Attivitagrave di recupero puograve combinare diverse metodologie
bull realizzazione di dragaggio e scavo nei settori identificati come piugrave pericolosi MNR nelle aree in cui il livello della contaminazione egrave piugrave basso
bull aree caratterizzate da tassi diversi di sedimentazione
bull capping aree a tasso di sedimentazione basso MNR nelle porzioni di sito a maggior tasso di deposizione (es lato sotto corrente di un meandro)
Da Elena Romano ndash ISPRA Il sito di interesse nazionale di Coroglio Bagnoli dalla caratterizzazione ambientale al progettodi bonifica
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
I sistemi di trattamento applicati per la bonifica dei sedimenti contaminati sono generalmente distinti a seconda che il trattamento avvenga senza rimozione dei materiali oppure dopo averli rimossi in
bull Interventi in situbull Interventi ex situ
11
Alternative di intervento
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee
Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti
Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio
MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione
bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento
stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da
stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse
bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli
contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui
avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare
bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione
bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque
superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche
B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti
C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti
D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati
bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello
concettuale (implementazione di modelli matematici)
bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei
controlli da parte degli enti istituzionali
bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico
2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto
PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Capping
Tipologia di coperture
bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia
bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)
Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA
ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano
bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie
ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti
bull riduce la risospensione e il trasporto
Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CappingVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CappingModalitagrave di messa in opera
Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti
Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave
Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte
Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici
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Capping
nastro trasportatore
chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml
Modalitagrave di messa in opera
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 51
Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Criteri generali alla base degli interventi di bonifica
bull requisiti normativi bull problemi realizzativi - necessitagrave di spazi stoccaggio provvisorio
trattamento delle acque reflue controllo delle emissioni gassosehellip
bull tempi necessari per il raggiungimento degli obiettivi di bonificabull aspetti correlati a fattori sociali ed economici es destinazione
dellrsquoarea (migliorare la condizione di navigazione in unrsquoarea con profonditagrave non sufficientihellip)
bull costibull integrazione e armonizzazione con ambiente e comunitagrave
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httpwwwapatgovitsiteit-ITServizi_per_lAmbienteSiti_contaminatiTecnologie_di_bonifica
Criteri generali alla base degli interventi di bonificaMolte tecnologie di bonifica dei sedimenti sono derivate da quelle utilizzate per il trattamento dei terreni contaminati(modificate per tener conto delle caratteristiche dei sedimenti es presenza di sostanza organica contenuto drsquoacqua elevato ecc)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
bull aree con diverso grado di contaminazione
Attivitagrave di recupero puograve combinare diverse metodologie
bull realizzazione di dragaggio e scavo nei settori identificati come piugrave pericolosi MNR nelle aree in cui il livello della contaminazione egrave piugrave basso
bull aree caratterizzate da tassi diversi di sedimentazione
bull capping aree a tasso di sedimentazione basso MNR nelle porzioni di sito a maggior tasso di deposizione (es lato sotto corrente di un meandro)
Da Elena Romano ndash ISPRA Il sito di interesse nazionale di Coroglio Bagnoli dalla caratterizzazione ambientale al progettodi bonifica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
I sistemi di trattamento applicati per la bonifica dei sedimenti contaminati sono generalmente distinti a seconda che il trattamento avvenga senza rimozione dei materiali oppure dopo averli rimossi in
bull Interventi in situbull Interventi ex situ
11
Alternative di intervento
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee
Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti
Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio
MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione
bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento
stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da
stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse
bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli
contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui
avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare
bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione
bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque
superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche
B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti
C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti
D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati
bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello
concettuale (implementazione di modelli matematici)
bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei
controlli da parte degli enti istituzionali
bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico
2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto
PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Capping
Tipologia di coperture
bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia
bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)
Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati
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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA
ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano
bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie
ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti
bull riduce la risospensione e il trasporto
Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento
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CappingVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica
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CappingModalitagrave di messa in opera
Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti
Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave
Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte
Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici
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Capping
nastro trasportatore
chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml
Modalitagrave di messa in opera
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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httpwwwapatgovitsiteit-ITServizi_per_lAmbienteSiti_contaminatiTecnologie_di_bonifica
Criteri generali alla base degli interventi di bonificaMolte tecnologie di bonifica dei sedimenti sono derivate da quelle utilizzate per il trattamento dei terreni contaminati(modificate per tener conto delle caratteristiche dei sedimenti es presenza di sostanza organica contenuto drsquoacqua elevato ecc)
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Alternative di intervento
bull aree con diverso grado di contaminazione
Attivitagrave di recupero puograve combinare diverse metodologie
bull realizzazione di dragaggio e scavo nei settori identificati come piugrave pericolosi MNR nelle aree in cui il livello della contaminazione egrave piugrave basso
bull aree caratterizzate da tassi diversi di sedimentazione
bull capping aree a tasso di sedimentazione basso MNR nelle porzioni di sito a maggior tasso di deposizione (es lato sotto corrente di un meandro)
Da Elena Romano ndash ISPRA Il sito di interesse nazionale di Coroglio Bagnoli dalla caratterizzazione ambientale al progettodi bonifica
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
I sistemi di trattamento applicati per la bonifica dei sedimenti contaminati sono generalmente distinti a seconda che il trattamento avvenga senza rimozione dei materiali oppure dopo averli rimossi in
bull Interventi in situbull Interventi ex situ
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Alternative di intervento
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee
Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti
Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio
MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione
bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento
stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da
stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse
bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli
contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui
avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare
bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione
bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque
superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche
B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti
C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti
D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati
bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello
concettuale (implementazione di modelli matematici)
bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei
controlli da parte degli enti istituzionali
bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico
2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto
PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Capping
Tipologia di coperture
bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia
bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)
Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati
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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA
ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano
bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie
ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti
bull riduce la risospensione e il trasporto
Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento
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CappingVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica
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CappingModalitagrave di messa in opera
Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti
Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave
Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte
Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici
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Capping
nastro trasportatore
chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml
Modalitagrave di messa in opera
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
bull aree con diverso grado di contaminazione
Attivitagrave di recupero puograve combinare diverse metodologie
bull realizzazione di dragaggio e scavo nei settori identificati come piugrave pericolosi MNR nelle aree in cui il livello della contaminazione egrave piugrave basso
bull aree caratterizzate da tassi diversi di sedimentazione
bull capping aree a tasso di sedimentazione basso MNR nelle porzioni di sito a maggior tasso di deposizione (es lato sotto corrente di un meandro)
Da Elena Romano ndash ISPRA Il sito di interesse nazionale di Coroglio Bagnoli dalla caratterizzazione ambientale al progettodi bonifica
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
I sistemi di trattamento applicati per la bonifica dei sedimenti contaminati sono generalmente distinti a seconda che il trattamento avvenga senza rimozione dei materiali oppure dopo averli rimossi in
bull Interventi in situbull Interventi ex situ
11
Alternative di intervento
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee
Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti
Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio
MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione
bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento
stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da
stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse
bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli
contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui
avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare
bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione
bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque
superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche
B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti
C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti
D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati
bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello
concettuale (implementazione di modelli matematici)
bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei
controlli da parte degli enti istituzionali
bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico
2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto
PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Capping
Tipologia di coperture
bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia
bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)
Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati
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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA
ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano
bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie
ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti
bull riduce la risospensione e il trasporto
Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento
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CappingVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica
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CappingModalitagrave di messa in opera
Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti
Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave
Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte
Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici
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Capping
nastro trasportatore
chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml
Modalitagrave di messa in opera
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
I sistemi di trattamento applicati per la bonifica dei sedimenti contaminati sono generalmente distinti a seconda che il trattamento avvenga senza rimozione dei materiali oppure dopo averli rimossi in
bull Interventi in situbull Interventi ex situ
11
Alternative di intervento
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee
Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti
Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio
MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione
bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento
stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da
stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse
bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli
contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui
avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare
bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione
bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque
superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche
B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti
C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti
D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati
bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello
concettuale (implementazione di modelli matematici)
bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei
controlli da parte degli enti istituzionali
bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico
2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto
PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Capping
Tipologia di coperture
bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia
bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)
Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati
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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA
ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano
bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie
ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti
bull riduce la risospensione e il trasporto
Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento
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CappingVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica
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CappingModalitagrave di messa in opera
Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti
Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave
Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte
Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici
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Capping
nastro trasportatore
chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml
Modalitagrave di messa in opera
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)MNR egrave simile a Monitoraggio dellAttenuazione Naturale (MNA) (US Environmental Protection Agency (US EPA 1999d) ndash applicato per acque sotterranee
Si basa sullo sviluppo di processi spontanei che hanno lrsquoeffetto di contenere ridurre o eliminare la biodisponibilitagrave o la tossicitagrave dei contaminanti nei sedimenti
Generalmente i processi naturali portano nel tempo ad una riduzione del rischio
MNR ethacquisizione di informazioni nel corso del tempo per confermare che tali processi di riduzione del rischio si stiano effettivamente verificando
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione
bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento
stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da
stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse
bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli
contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui
avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare
bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione
bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque
superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche
B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti
C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti
D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati
bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello
concettuale (implementazione di modelli matematici)
bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei
controlli da parte degli enti istituzionali
bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico
2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto
PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Capping
Tipologia di coperture
bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia
bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)
Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati
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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA
ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano
bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie
ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti
bull riduce la risospensione e il trasporto
Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento
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CappingVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica
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CappingModalitagrave di messa in opera
Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti
Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave
Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte
Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici
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Capping
nastro trasportatore
chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml
Modalitagrave di messa in opera
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminatibull processi fisici sedimentazione advezione diffusione diluizione dispersione
bioturbazione volatilizzazionebull processi biologici biodegradazione biotrasformazione fitorisanamento
stabilizzazione biologicabull processi chimici ossido-riduzione adsorbimento o altri processi derivanti da
stabilizzazione o diminuzione della biodisponibilitagrave
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse
bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli
contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui
avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare
bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione
bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque
superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche
B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti
C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti
D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati
bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello
concettuale (implementazione di modelli matematici)
bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei
controlli da parte degli enti istituzionali
bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico
2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto
PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Capping
Tipologia di coperture
bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia
bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)
Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati
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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA
ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano
bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie
ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti
bull riduce la risospensione e il trasporto
Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento
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CappingVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica
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CappingModalitagrave di messa in opera
Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti
Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave
Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte
Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici
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Capping
nastro trasportatore
chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml
Modalitagrave di messa in opera
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 72
Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
Nel 2005 anno di pubblicazione della linea guida dellUSEPA MNR selezionato come intervento di bonifica in circa una dozzina di siti Superfund In numerosi siti crsquoegrave stata una combinazione di MNR con il dragaggio o il capping di alcune porzioni del sito di interesse
bull Documentazione che attesti la rimozione delle sorgenti primariebull Evidenze dei processi di sedimentazione (sedimenti puliti al di sopra di quelli
contaminatibull Misure dello spessore dello strato di mixing per valutare lo strato ldquoattivordquo (in cui
avvengono gli scambi bentici) di sedimenti e quindi la profonditagrave a cui il processo di bonifica deve arrivare
bull Misure della stabilitagrave dei sedimenti per valutare il rischio di risospensione e diffusione della contaminazione
bull dati chimici ecologici e ecotossicologicibull Modellazione a lungo termine del recupero che comprenda i comparti acque
superficiali sedimenti e biotabull Pianificazione sui future utilizzi del sito
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche
B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti
C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti
D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati
bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello
concettuale (implementazione di modelli matematici)
bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei
controlli da parte degli enti istituzionali
bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico
2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto
PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Capping
Tipologia di coperture
bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia
bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)
Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati
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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA
ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano
bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie
ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti
bull riduce la risospensione e il trasporto
Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento
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CappingVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica
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CappingModalitagrave di messa in opera
Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti
Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave
Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte
Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici
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Capping
nastro trasportatore
chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml
Modalitagrave di messa in opera
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR)Processi di recupero naturale per siti con sedimenti contaminati
A i contaminanti sono trasformati in forma meno tossica per mezzo di processi di trasformazione quali ad esempio la biodegradazione o le trasformazioni abiotiche
B la mobilitagrave dei contaminanti e la biodisponibilitagrave vengono ridotte tramite adsorbimento o altri processi che legano i contaminanti alla matrice solida dei sedimenti
C Azioni sui livelli di esposizione riducendo la concentrazione dei contaminanti negli strati piugrave superficiali tramite coperturamixing con sedimenti puliti
D Lrsquoesposizione diminuisce a causa della riduzione della concentrazione di contaminanti negli strati piugrave superficiali per dispersione dei contaminanti nella colonna dacqua (dispersione dei contaminanti legati alle particelle diffusione advezione)
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati
bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello
concettuale (implementazione di modelli matematici)
bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei
controlli da parte degli enti istituzionali
bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico
2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto
PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Capping
Tipologia di coperture
bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia
bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)
Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati
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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA
ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano
bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie
ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti
bull riduce la risospensione e il trasporto
Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento
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CappingVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica
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CappingModalitagrave di messa in opera
Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti
Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave
Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte
Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici
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Capping
nastro trasportatore
chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml
Modalitagrave di messa in opera
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Monitoraggio del recupero naturale (MNR) Vantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1costi di implementazione relativamente bassi associati
bull caratterizzazione del sito bull elaborazione di un modello
concettuale (implementazione di modelli matematici)
bull monitoraggiobull contributo per lrsquoesecuzione dei
controlli da parte degli enti istituzionali
bull programmi di comunicazione e sensibilizzazione del pubblico
2natura non invasiva3non implica impatti sulla comunitagrave biologica esistente4non necessita realizzazione di costruzioni infrastrutture trasporto
PRINCIPALI LIMITAZIONI1i contaminanti sono lasciati in posto2rischio di ri-esposizione ai contaminanti sia a seguito di eventi ad alta energia sia per cause naturali o antropiche soprattutto se basato sullinterramento naturale3rischio di trasporto dei contaminanti disciolti verso le acque superficiali fino a livelli tali da causare un rischio inaccettabile4il processo di riduzione del rischio potrebbe essere lento
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Capping
Tipologia di coperture
bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia
bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)
Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati
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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA
ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano
bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie
ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti
bull riduce la risospensione e il trasporto
Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento
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CappingVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica
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CappingModalitagrave di messa in opera
Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti
Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave
Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte
Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici
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Capping
nastro trasportatore
chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml
Modalitagrave di messa in opera
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 80
Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Capping
Tipologia di coperture
bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia
bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)
Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati
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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA
ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano
bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie
ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti
bull riduce la risospensione e il trasporto
Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento
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CappingVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica
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CappingModalitagrave di messa in opera
Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti
Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave
Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte
Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici
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Capping
nastro trasportatore
chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml
Modalitagrave di messa in opera
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Capping
Tipologia di coperture
bull Semplici costituite da materiale granulare come sedimenti puliti sabbia o ghiaia
bull Complesse strati multipli costituiti da geotessili liners ed altri materiali permeabili o impermeabili eventualmente copertiaddittivati con altri materiali utili alla bonifica (ad es carboni attivi materiale organico)
Capping posizionamento di una copertura di materiale pulito al di sopra dei sedimenti contaminati
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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA
ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano
bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie
ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti
bull riduce la risospensione e il trasporto
Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento
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CappingVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica
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CappingModalitagrave di messa in opera
Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti
Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave
Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte
Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici
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Capping
nastro trasportatore
chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml
Modalitagrave di messa in opera
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 85
Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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CappingFUNZIONI DELLA COPERTURA
ethIsolamento fisico dei sedimenti contaminati bull riduce lrsquoesposizione dovuta al contatto diretto bull riduce la capacita degli organismi che operano
bioturbazioni di spostare i contaminanti verso la superficie
ethstabilizzazione dei sedimenti contaminati e protezione dallrsquoerosione dei sedimenti
bull riduce la risospensione e il trasporto
Possibili varianti del capping comprendono lrsquoapplicazione di una copertura a seguito di una rimozione parziale dei sedimenti contaminati oppure lrsquoimpiego di coperture innovative che incorporano sistemi di trattamento
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CappingVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica
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CappingModalitagrave di messa in opera
Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti
Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave
Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte
Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici
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Capping
nastro trasportatore
chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml
Modalitagrave di messa in opera
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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CappingVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1tempi rapidi di riduzione dellrsquoesposizione ai contaminanti2scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale3minimo rischio di risospensione dei sedimenti4riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati5impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali6se i materiali di copertura sono disponibili in sito costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2Possibile risospensione di sedimenti contaminati in fase di messa in opera3Limitazioni allrsquouso del sito (riduzione della profonditagrave limitazioni alla navigazione ancoraggio posa di infrastrutture sommersehellip)4Modifiche dellrsquohabitat e conseguente possibile condizioni non favorevoli allo sviluppo della comunitagrave biologica
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CappingModalitagrave di messa in opera
Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti
Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave
Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte
Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici
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Capping
nastro trasportatore
chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml
Modalitagrave di messa in opera
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CappingModalitagrave di messa in opera
Applicazione lenta e uniforme tale da permettere lrsquoaccumulo del materiale di copertura in strati cosigrave da evitare la dispersione o il mescolamento con i sedimenti contaminati sottostanti
Posa in opera meccanica (ad es benne mordenti o draghe) materiali provenienti da cave hanno un contenuto drsquoacqua basso possono essere maneggiati allo stato secco Deposito per effetto della gravitagrave THORNapplicazione limitata dalla profonditagrave
Posa in opera idraulica il materiale allo stato di fango egrave scaricato per mezzo di condotte
Il posizionamento di alcuni componenti di copertura quali geotessili richiedelrsquoutilizzo di macchinari specifici
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Capping
nastro trasportatore
chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml
Modalitagrave di messa in opera
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Capping
nastro trasportatore
chiatta con gru Da EPA540R-07008 immagine da httpwwwadventusgroupcomproductsaquablokshtml
Modalitagrave di messa in opera
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Capping
I materassini di materiale reattivo sono caricati sulla chiatta
I materassini vengono svolti La chiatta si sposta per la posa del materassino successivo
Modalitagrave di messa in opera
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 80
Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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CappingImplementazione della tecnologia
Per migliorare lrsquoefficaciabull aggiunta di additivi (es carboni
attivi Fe zero valentehellip) al fine di sfruttarne le proprietagrave adsorbenti oppure
bull materiali alternativi per diminuire la permeabilitagrave del capping
immagine da httpwwwcecmuedu~glowryProjectsCappingcapvalhtm
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CappingImplementazione della tecnologia Permeable Reactive Barrier
Materiali alternativi alla sabbia
bull organoclay argille trattate al fine di renderle idrofobiche Sono eccellenti adsorbenti di petrolio agenti tensioattivi e solventi
bull Aquablokreg argille idrofiliche
EPA ha valutato lrsquoefficacia del capping di sedimenti contaminati da PCB IPA e metalli pesanti utilizzando AquaBlokregI risultati dello studio (monitoraggio di tre anni) hanno evidenziato la maggiore stabilitagrave e migliore impermeabilizzazione del sistema AquaBlokreg rispetto al capping realizzato con materiali tradizionali (sabbia) Lo studio ha inoltre evidenziato che lrsquoeffetto sullrsquohabitat e sugli organismi egrave simile a quello dei capping tradizionali (da US EPA Releases SITE Evaluation Report ndash Demonstration of the AquaBlokreg Sediment Capping Technology)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 50
Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 51
Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 52
Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 53
Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 54
Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CappingMonitoraggio dellrsquoefficacia
Lrsquoobiettivo di una copertura in situ egrave isolare fisicamente e chimicamente e di stabilizzare i sedimenti contaminati in modo da ridurre lrsquoesposizione e quindi il rischio ethparametri da monitorarebull la diminuzione della tossicitagrave e le concentrazioni di contaminanti nellrsquoacqua e
nel biotabull lrsquo erosione o altri effetti fisici sulla coperturabull il flusso di contaminanti attraverso il materiale di copertura e quindi nella
colonna drsquoacqua sovrastante (fenomeni di advezione o diffusione molecolare)
bull ricolonizzazione della superficie della copertura e conseguente bioturbazione
il monitoraggio fisico ha una cadenza piugrave frequente rispetto al monitoraggio chimico o biologico in quanta meno costosoPer prevedere la performance della copertura sono disponibili modelli analitici e numerici che dovranno essere supportati e valicati con test di laboratorio e analisi di campo La misurazione fisica dellrsquointegritagrave della copertura e le analisi chimiche su campioni di acqua possono essere sufficienti per il monitoraggio ordinario
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Capping
Dati USEPA 2004comprensione delle
problematiche fisicochimiche connesse
ricerca a scala di laboratorio
dimostrazione a scala pilota
dimostrazione full scale ostacoli allapplicazione
capping passivo buono sufficiente sufficiente sufficientebassa rischio percepito connesso al fatto che i
contaminanti non sono rimossi
capping attivo scarso non sufficienteun unico caso in fase di
valutazionenessuna
significativo lacune nelle conoscenze di base opzioni tecnologiche dimostrazioni
httpdocs serdp-estcporgviewfi lecfmDoc=SedimentsFina lReport2Epdf
ldquoBenchmarkingrdquo capping
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 80
Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situ
hellipsecondo lrsquoUSEPA ancora in fase di sviluppo - sono in corso numerose applicazioni pilota Molte tecnologie presentano limiti tuttavia i risultati dei test in corso dimostrano lrsquoapplicabilitagrave di alcuni di questi approcci
Trattamenti biologici ndash favoriscono la degradazione dei contaminanti ad opera dei microrganismi presenti mediante la somministrazione di sostanze (ossigeno nutrienti) direttamente nei sedimenti o nel capping (copertura reattiva)Trattamenti chimici ndash producono la distruzione dei contaminanti ad opera di composti chimici solidificazionestabilizzazione incapsulano i contaminati mediante lrsquoaggiunta di sostanze (cemento o altri additivi) per renderli non disponibili (immobili)
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti biologici in situ
Bioremediation sfrutta i processi naturali per incrementare lrsquoattivitagrave dei microorganismi necessaria per convertire i contaminanti in prodotti finali non tossiciAerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave lrsquoossigeno molecolare (affincheacute la reazione avvenga deve essere presente ossigeno libero) ed i prodotti finali risultano CO2 e acqua Anaerobica egrave un processo metabolico con produzione di energia in cui lrsquoaccettore terminale di elettroni egrave un solfato un nitrato la CO2 i tipici prodotti finali sono metano solfuri e acidi organiciBioagumentation Immissione di microorganismi (batteri) per degradare gli inquinanti presenti nei sedimenti Pochi progetti per lo piugrave a scala pilota
httpwwwserdp-estcporgSymposium2008Sessionsupload4B_Luthyhtm
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 80
Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ
comprendonobull neutralizzazionebull precipitazionebull ossidazionebull dealogenazione chimica
Potenziale impatto secondario legato abull diretta tossicitagrave dei reagentibull potenziale tossicitagrave dei prodotti di
degradazione
Lrsquoapproccio a tutti i trattamenti chimici in situ egrave lo stesso e si sviluppa nei seguenti passaggi
bullanalisi del luogo per determinare sorgenti natura ed estensione della contaminazionebullprove a scala pilota per determinare il tipo la concentrazione le quantitagrave di agente chimicobullverifica e controllo delle prestazioni di trattamentobullesecuzione su scala reale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 51
Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 54
Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 60
PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici in situ ossidazione chimica
Immissione di composti chimici (agenti ossidanti) per distruggere gli inquinanti presenti nel suolosedimenti
httpsportalnavfacnavymilportalpageportalnavfacnavfac_ww_ppnavfac_nfesc_ppenvironmentalerbchoxorgin
Perossido di idrogeno H2O2Reattivo di Fenton Fe2++ H2O2+ H+10487741048774 Fe3++ H2O + bullOHPermanaganto KMnO4o NaMnO4Ozono O3
I composti inquinanti sono decomposti fino ad anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O) (ossidazione completa)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situTrattamenti chimici implementazione della tecnologiaLrsquoimmissione dei reagenti ossidanti puograve avvenire in diversi modi a seconda del lorostato fisicobull aerazione superficiale nel caso di ariabull aerazione per insufflazione nel caso di aria ossigeno
puro o ozonobull iniezione diretta nel caso di perossido di idrogeno o di
reagenti in soluzionebull aggiunta in forma granulare nei sedimenti nel caso di
composti solidi (ORCreg o simili)
aeratore superficialefavorisce lrsquoossigenazione dei sedimenti attraverso la colonna dellacqualimitazionibullPossibilitagrave di risospensione dei sedimentibullAerazione localizzata del sedimento sotto laeratore bullIncremento della fioritura algale
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Trattamenti in situTrattamenti chimici limiti della tecnologia
bull sono limitati a situazioni in cui lrsquoarea oggetto di trattamento puograve esserebull confinatabull egrave difficile ottenere una completa ed omogenea miscelazione fra reagenti e
contaminantibull lrsquoossidazione di sedimenti contenenti Cr Hg e Pb puograve convertire questi
metalli in forme molto tossichebull la neutralizzazione di sedimenti alcalini puograve determinare la solubilizzazione
degli idrossidi precipitati incrementando la mobilitagrave dei metallibull lrsquoossidazione di composti organici puograve dare luogo a prodotti piugrave tossici di
quelli dai quali sono derivati
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situImmobilizzazionestabilizzazione in situ
Inibizione della mobilitagrave del contaminante e nella riduzione della superficie di contatto tra lrsquoambiente e il contaminateI contaminanti vengono circondati o relegati allrsquointerno di una massa solida(Solidificazione) o vengono prodotte reazioni tra agente stabilizzante econtaminanti per ridurne la mobilitagrave (Stabilizzazione)La solidificazione riduce in modo notevole lrsquoazione dei fenomeni di bioturbazione ed offre una maggiore resistenza ai fenomeni di erosione ed al rilascio degli agenti inquinantiI contaminanti presenti nei sedimenti interagiscono con il cemento secondo due meccanismi di fissazionebullchimica (riconducibili sostanzialmente alla diminuzione della solubilitagrave del contaminante)
PrecipitazioneComplessazione
bullfisica (per intrappolamento fisico di tutte le sostanze allinterno della matrice cementizia comprese quelle non reattive)
Adsorbimento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 48
Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 49
Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 50
Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti in situVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1scarsa minore necessita di infrastrutture in termini di gestione del materiale2minimo rischio di risospensione dei sedimenti3riduzione dei rischi associati al trasporto e allo smaltimento di sedimenti contaminati4impatto piugrave contenuto sulle comunitagrave locali5costi contenuti
PRINCIPALI LIMITAZIONI1permanenza dei sedimenti contaminati nellrsquoambiente acquatico2tempi3 eterogeneitagrave dei sedimenti4 difficoltagrave di controllo dei parametri di processo5 difficoltagrave ad operare con sedimenti a bassa permeabilitagrave (limoso-argillosi) ndashmiscelazione diffusione dei reagenti6difficoltagrave a bonificare in profonditagrave
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 55
Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 59
PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 60
PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 70
Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 73
Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Alternative di intervento
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 43
Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 44
Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 48
Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 50
Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 52
Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 53
Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 54
Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoSCHEMA DI PROCESSO
TRASPORTO SMALTIMENTO
PRETRATTATAMENTO RIUTILIZZODRAGAGGIOSCAVO TRATTAMENTO
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Trattamenti ex situ Dragaggio e scavoLe tecniche di bonifica ex situ prevedono la rimozione dei sedimenti contaminati e il loro conferimento presso impianti di trattamentosmaltimento
Per la rimozione dei sedimenti egrave possibile procedere
wwwfwsgov wwwcfrtacorg
Entrambi i metodi prevedono il trasporto dei sedimenti ad un sito di trattamento eo di confinamento che spesso prevede anche bullimpianti di trattamento per le acque drenate bullImpianti di trattamento per le emissioni in atmosfera
con sedimenti sommersi - dragaggio previa allontanamento dellrsquoacqua - scavo
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 51
Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
bull Disponibilitagrave di siti di conferimento idoneibull Disponibilitagrave di aree di stoccaggio e trattamentobull Conformazione idonea delle aree costiere - assenza di infrastrutture
pontili o altro che possono ridurre la manovrabilitagrave delle attrezzature di dragaggio o scavo
bull profondita dellrsquoacqua adeguata per poter manovrare la dragabull riduzione del rischio a lungo termine egrave maggiore dellrsquoimpatto
negativo sullrsquohabitat o sulla risospensione dei sedimentibull la deviazione del corso dacqua e fattibile o la velocitagrave della corrente
e bassa o puograve essere ridottabull I sedimenti contaminati coprono uno strato di sedimenti puliti bull Scarsa presenza di detriti o altre tipologie di materiali (ad es tronchi
ciottoli materiale di scarto)bull La contaminazione egrave concentrata in aree non troppo estese
Elementi favorevoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Dragaggio e scavoVantaggi potenziali e limitazioni
PRINCIPALI VANTAGGI1elimina i rischi associati alla contaminazione 2NO restrizioni agli usi del corpo idrico3consente il trattamento eo il riuso del materiale dragato o scavato4relativa rapiditagrave con cui le operazioni di scavo e di dragaggio vengono portate a termine
PRINCIPALI LIMITAZIONI1complessitagrave e costo 2scarsa disponibilitagrave dei siti di conferimento3contaminazione residua (maggiore in presenza di ciottoli e materiale grossolano a elevate profonditagrave e quando il materiale contaminato egrave a contatto diretto con un fondo roccioso)4perdita dei contaminanti attraverso risospensione e volatilizzazione 5inevitabile impatto sullrsquohabitat
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 60
PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 70
Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 71
Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Vantaggibull gli operatori possono osservare direttamente le
operazioni (anche se egrave possibile anche nel dragaggio idraulico utilizzare ausili - sommozzatori video monitoraggio ecc)
bull la rimozione dei sedimenti contaminati egrave piugrave accurata (contaminazione residua inferiore)
bull minori precauzioni per tener conto delle condizioni del fondo (ad es i detriti) e delle caratteristiche dei sedimenti (granulometria)
Svantaggibull la preparazione del sito puograve essere lunga e costosa
(dewatering deviazione del corso dacqua)
scavo vs dragaggio THORN Vantaggi e svantaggi
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 50
Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 51
Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 53
Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 54
Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 55
Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
lrsquoisolamento del materiale dallrsquoacqua avviene isolando lrsquoarea di scavo e allontanando eventuali flusso dellrsquoacqua di falda THORN acque poco profonde
1Isolamento dellrsquoarea ethpalancole palificate diaframmi dighe di terra o derivazioni dei corsi drsquoacqua
Le palancole vengono infisse sul fondo ethdifficoltagrave su fondali rocciosiDeviazione del corso drsquoacqua ethla portata deve essere modesta
2Raccolta e allontanamento dellrsquoacqua compresa lrsquoeventuale acqua di falda che si infiltra dal fondo 3Scavo con attrezzatura comune per la movimentazione terra (escavatori)4Ripristino della situazione idraulica originaria del sito
Applicazione della tecnologia di scavo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Dragaggio e scavo
Rispetto al dragaggio tradizionale minimizzare la perdita di sedimenti eo il rilascio di contaminanti applicando tecnologie innovative e controlli mirati oltre che con barriere di vario genere (cortine e schermi limosi galleggiantihellip)
Aspetti da tenere in considerazionebull Accuratezza nel posizionamento e nella rimozione ndash rimuovere uno
spessore di overdredging cautelativo (15-20)bull Contenere la produzione di torbiditagrave ndash anche mediante barrierebull Prevenzione della perdita di materiale in fase di scavo ndash ridurre al
minimo il materiale disturbato ma non rimossobull Contenere il contenuto drsquoacqua del materiale dragato
Tecniche di dragaggio ambientale
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
I mezzi utilizzati sono allestiti apportando modifiche ai mezzi tradizionale o realizzando vere e proprie draghe ambientali
Tecniche di dragaggio ambientale
Conventional Clam Enclosed Bucket Articulated Fixed-Arm
Cutterhead Horizontal Auger Plain Suction
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
escavatore idraulico con benna rovescia
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicotecnologie simili a quelle dello scavo impiego di pontoni sistemi di ancoraggio equipaggiati con
gru con braccio a traliccio equipaggiato con benna mordente idraulica
l dragaggio meccanico puograve essere particolarmente efficace bull aree ristrette bull modesti volumi di materialeethla produttivitagrave di questo tipo di dragaggio egrave normalmente bassa
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Draghe a benna mordente bull sono utilizzate generalmente su fondali limosi o fangosibull il materiale puograve essere depositato nel proprio pozzo di carico di
capacitagrave compresa tra i 100 e i 2500 m3 o in una bettabull la capacitagrave della benna mordente egrave compresa tra 1 e 200 m3
bull interventi di modeste dimensionibull accuratezzabull scarsa produzione 1000-2000 m3h
Tecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanicoDraga con escavatorebull interventi di modesta entitagrave per terreni molto resistentibull il materiale viene depositato sul pontone o in una bettabull accuratezza - tolleranza sino a 10 cmbull la capacitagrave della benna egrave compresa tra 1 1-40 m3
bull profonditagrave modestebull scarsa produzione 1000-2000 m3h
httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 63
PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio meccanico
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Nelle draghe a secchie il materiale sciolto caricato nelle secchie (bucket) egrave trasportato fino al punto piugrave alto della catena di secchie dove avviene lo scarico in una betta grazie ad uno scivolo
La capacitagrave della secchia varia tra 100 litri e un metro cubo La produzione massima settimanale egrave di 10000-100000 m3 e puograve operare fino ad una profonditagrave massima di 20 m
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulico
httpwwwdicaunictitusersefotiDraga aspirante semovente con pozzo di carico
aspirano per mezzo di una pompa centrifuga una miscela costituita da acqua e materiale sciolto del fondo La miscela attraverso una condotta drsquoaspirazione egrave convogliata direttamente al sito di scarico oppure egrave depositata nel pozzo di carico della draga o di una betta
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche di dragaggio ambientale Dragaggio idraulicoNel caso di materiali sciolti la sola suzione puograve mettere in sospensione il materialeNel caso di materiali dotati di coesione puograve essere necessario lrsquoausilio di dispositivi aggiuntivi incorporati nella bocca drsquoaspirazione1azione meccanica
bull frese terminali a lame (cutter head)bull a secchie (bucket wheel) bull a vite (worm-wheel)o
2azione idraulicabull getti addizionali drsquoacqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavo
Principali meccanismi di rilascio dei contaminanti
bull Rilascio di particolato - dipende dalle attrezzature e dalle operazioni di dragaggio noncheacute dalle caratteristiche dei sedimenti
bull Rilascio di contaminanti disciolti - le operazioni di dragaggio espongono i sedimenti a cambiamenti nel potenziale redox e nel rapporto liquidosolido che possono determinare aumenti della solubilitagrave di diversi inquinanti
bull Rilascio di volatili
TIPO E QUALITA DEI SEDIMENTI
METODI DI DRAGAGGIO
CONDIZIONI IDRODINAMICHE
QUALITA DELLACQUA
granulometria tipologia draga profonditagrave dellacqua temperatura
densitagrave perizia degli operatori morfologia salinitagrave densitagrave
coesionemoto ondoso
correnti
FATTORI CHE INFLUENZANO LA DISPERSIONE DI CONTAMINANTI
httpwwwdicaunictitusersefoti
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
Riduzione della dispersione dei sedimenti PANNE GALLEGGIANTI
Installazione di barriere
httpwwwelasteccomsiltmax_apdf httpelerdcusacearmymilelpubspdftrel08-29pdf
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Air Gate
SiltCurtain
Sheet PileWall
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Dragaggio e scavoTecniche per la riduzione dellrsquoinquinamento
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Bubble Curtain
Silt Curtain
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Trasporto
httpwwwclu-inorgconftioseddredging_102306
Egrave funzione bull della distanza dal sito di
trattamentobull della tipologia di trattamento
(contenuto in acqua)
TIPOLOGIEbull Trasporto Idraulico - tramite
condotta
bull Trasporti ldquomeccanici in batchrdquoOslashSu acqua (chiatta)OslashAutotrasportoOslashLinea ferroviaria
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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PretrattamentoObiettivi
httpwwwdicaunictitusersefotiLaguna di venezia ndash maggio 2008
Modificare il materiale in modo da renderlo conforme ai requisiti necessari per il trattamento eo lo stoccaggio
Tipi di pretrattamento
bull essiccamento
bull separazione fisica (classificazione dimensionale)
bull precondizionamento (correzione pH mobilizzazione contaminanti abbattimento contaminanti non adsorbiti ecc)
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
I sedimenti sono disposti in strati sottili allrsquointerno di aree opportunamente predisposte (collettamento raccolta e smaltimento acque di drenaggio) ndashlagunaggio
Avviene grazie a tre processibull drenaggiobull consolidamentobull evaporazione
Tradizionalmente adottata nelle CDF(confined disposalfacilities) egrave una soluzione efficace ed economica ma richiede tempi lunghi e disponibilitagrave di aree
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione passiva
ENEA Prospettive di sviluppo e tecnologie innovative per la bonifica di acque e sedimenti Approccio italiano e casi studio 2009
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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PretrattamentoEssiccamento disidratazione meccanica
sistemi impiegati per il trattamento dei fanghi reflui civiliindustriali processi industriali - 3 tipologie differentibull ispessimento a gravitagravebull centrifugazionebull filtrazione
La filtropressa egrave composta da una serie di piastre alternate a telai che aderendo luna allaltra formano delle camere Il fango viene pompato ad elevate pressioni dentro il filtro La fase solida viene trattenuta nelle intercapedini tra piatti e telai e dalla filtropressa esce la fase liquida a basso contenuto di solidi sospesi nelle camere si forma il pannello di fango disidratato che viene recuperato con lapertura della filtropressa (il processo di filtropressatura egrave un processo discontinuo)
httpwwwitalprogettiitrepositoryproductsdepliant_itFILTROPRESSApdf
httpwwwfraccarolibalzanitfiltropressecfm
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Pretrattamento
Sfrutta fonti di energia per riscaldare i sedimenti
tecnologie di essiccamento piugrave costose ma anche le piugrave efficacibull rimozione di quasi tutta lrsquoacqua associata al sedimentobull contenuti di solidi attorno al 90 in peso
Il meccanismo di perdita dei contaminanti principale egrave la volatilizzazione dovuto al riscaldamento dei sedimenti
Essiccamento disidratazione attiva
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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PretrattamentoSeparazione fisica
Ha la finalitagrave di bull separare la frazione fine alla quale egrave principalmente associata la
contaminazionebull suddividere in porzioni granulometricamente omogenee il sedimento per
facilitarne la gestione (trattamentosmaltimento)
httpwwwsbmchinacom
Tipologie di impianti utilizzati per la classificazione dimensionalebull griglie separano materiale grossolanigt 2
cmbull Vibro-vagli separano materiale con
dimensioni 25 cm divide40μmbull idrocicloni separano i limi e le sabbie fini
Possono essere messi in serie
bull Le griglie e i vagli possono essere alimentati con materiali secco o con torbide
bull gli idrocicloni solo con torbide
wwwart-engineeringcom
wwwart-engineeringcom
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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PretrattamentoSeparazione fisica
Idrocicloni separano i limi e le argille fini dalla sabbia azione congiunta della forza centrifuga gravitativabull preceduti dalla vagliaturabull alimentati con materiale di dimensioni inferiori a 400 μm bull separano particelle fino a 5 μm
httpwwwsbmchinacom
schema di funzionamentobull la sospensione viene immessa tangenzialmente ad
elevata velocitagrave nella zona superiore in modo da imprimerle un moto rotatorio
bull per effetto di tale moto i sedimenti piugrave grandi e piugrave pesanti vengono centrifugati e spinti verso la parete piugrave esterna e per la contemporanea azione della forza di gravitagrave scendono verso il basso e possono essere cosigrave scaricati attraverso la valvola posizionata sul fondo
bull sulle particelle di dimensioni inferiori prevale la forza di trascinamento che le trascina verso lrsquoasse del ciclone e possono essere cosigrave evacuate attraverso lo sfioro ubicato in sommitagrave)
wwwusatomacchineit
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
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Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
64
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici
consistono nel riscaldare i sedimenti a centinaia o migliaia di gradi ottenendo cosigrave unrsquoefficace distruzione dei composti organici (PCB IPA diossine furani idrocarburi del petrolio pesticidi)I metalli pesanti non vengono distrutti in alcuni di questi trattamenti vengono immobilizzati in una matrice vetrosa (Vetrificazione) i metalli volatili ed in particolare il mercurio vengono rilasciati con i gas esausti che necessitano quindi di unrsquounitagrave di trattamento
INCENERIMENTO PIROLISIOSSIDAZIONE AD ALTA PRESSIONE
VETRIFICAZIONE
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 91
Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Consiste nel riscaldare il materiale in presenza di Ossigeno per bruciare o ossidare la sostanza organicaLrsquoapplicazione di questa tecnologia a materiali umidi come i sedimenti egrave poco comune lrsquoacqua deve essere rimossa THORN elevati consumi energetici che si traducono in costi elevatinon rimuove i metalli pesanti ceneri THORN trattate
Due categoriebullConvenzionali (forni rotante letto fluido) - temperature intorno a 650-1100degC e camera di post-combustione per la completa distruzione dei composti volatili prodotto finale sono le ceneri secche -bullInnovativo - temperature piugrave alte costi piugrave elevati maggiori efficienze di distruzione e rimozione i residui del processo sono loppa densa e solidi vetrificati che hanno il vantaggio di non essere lisciviabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici incenerimento
Inceneritore a forno rotante camera di combustione primaria (cilindro rotante rivestito di materiale refrattario) post-combustione e unitagrave di controllo delle emissioni La rotazione del cilindro determina la continua rimescolazione del rifiuto ethmigliore efficienza di combustionela regolazione di velocitagrave controllo del tempo di permanenza ethperfetta combustioneBruciatore nella zona frontale fornisce il calore Puograve operare a seconda del tipo di rifiuto da bruciare a temperature tra 800 e 1100 degC con tempi di ritenzione da 15 minuti ad alcune oreSecondo bruciatore puograve essere previsto nella zona terminale del cilindro per rimuovere eventuali scorie nella camera secondaria si hanno temperature attorno ai 1300deg con tempi di residenza di due secondi Lrsquoinceneritore opera in condizioni di eccesso drsquoaria per garantire la perfetta combustione di vari composti
Inceneritore a forno rotante(httpwwwbruimpianticom)
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici pirolisi
Il processo consistebull riscaldare il materiale in assenza di Ossigeno bull temperature dellrsquoordine dei 400-800ordmC In tali condizioni si verifica la rottura
delle molecole complesse e la formazione di composti leggeribull produzione di un gas di pirolisi o syngas di un residuo solido carbonioso
ancora combustibile o char e di una frazione liquida a temperatura ambiente (olio pirolitico o tar)
bull i gas prodotti sono convogliati nella camera di post-combustione a 1200 degC
httpwwwfrtrgovmatrix2section4D01-4-25html
Descrizione del processo
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 73
Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 76
Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Trattamenti ex situTrattamenti termici vetrificazione
Il processo egrave basato sul riscaldamento del sedimento ad una temperatura generalmente compresa nellintervallo 1600-2000 degC che comporta la fusione del materiale seguita poi da un rapido raffreddamento che porta alla formazione di un monolite amorfo e non cristallinoConsorzio Venezia Ricerche Vetrificazione innovativa dei sedimenti della Laguna di Venezia Progetto SerTechsedimenti contaminati da metalli IPA PCB PCDDFprocesso integrato bull pretrattamento del sedimento e successiva disidratazionebull stabilizzazionesolidificazione con cemento (evitare il maneggio delle
polveri fini di sedimento disidratato)bull trattamento termico a medie temperature (400-500 degC) bull vetrificazione innovativa (1200-1400 degC)bull ricottura a 700 degC ethsi ottiene un massa vetrosa ed una lega ferrosa
depositata sul fondo del crogiolo separabile dal vetro (meccanicamente o per interazione magnetica)
bull Possibile impiego per ottenimento materiali ceramici
wwwdimunipditmaterialivetrorifiutihtml
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 91
Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Agisce sui composti organici sfruttando la combinazione di elevate T e P
Due tecnologie la wet air oxidation (WAO) e supercritical water oxidation(SWO)bull WAO opera a pressioni pari a 110 rispetto a quelle della SWO
bull Egrave efficace su idrocarburi (inclusi IPA) alcuni pesticidi composti fenolici cianuri e altri composti organici
bull Non egrave efficace nella distruzione dei composti organici alogenati (PCB) Lrsquoossidazione puograve essere accelerata mediante lrsquoutilizzo di catalizzatori
bull SWO prevede la decomposizione dei contaminanti in acqua a T di 374 degC (=Tc H2O) e P di 221 atm (=Pc H2O) in presenza di aria ossigeno o perossido di idrogeno In queste condizioni gli idrocarburi diventano completamente miscibili in acqua mentre i sali inorganici diventano quasi insolubili Le applicazioni di tale tecnologia hanno ricevuto prove limitate a scala di laboratorio e pilota ma i dati ottenuti mostrano una completa efficacia di rimozione dei PCB e di altri composti stabili
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici Ossidazione ad alta pressione
Schema di processo supercritical water oxidation
Suguna Yesodharan (2002) Supercritical water oxidation An environmentally safe method for the disposal of organic wastes
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico
I contaminanti non vengono distrutti separa fisicamente i composti volatili e semivolatili dai sedimenti portandoli a temperature comprese tra 90deg e 540degLrsquoacqua (Il fluido di trasporto) i composti organici ed alcuni metalli volatili sonovaporizzati nel processo di riscaldamento e successivamente condensati eraccolti in forma liquida attraverso adsorbimento su carboni attivi eo distrutti incamere di postcombustione
Rispetto ai processi di distruzione termica minori richieste energetiche minori emissioni tossiche minori volume di emissioni gassose necessitagrave di prevedere unitagrave di trattamento dei composti organici volatilizzati
Efficace per rimuovere i composti organici volatili e i metalli piugrave volatili (Hg As)
Inefficace con i composti inorganici
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
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Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti termici desorbimento termico Esempio
bull Pretrattamento - frantumazionebull trasporto alla tramoggia di recapito mediante pala meccanicabull nastro trasportatore trasferisce ad un forno a rotazione riscaldato
a GPL (600degC)bull le sostanze contaminanti si volatilizzano e passano alla fase
gassosabull Il terreno decontaminato raffreddato con acqua esce
dallrsquoimpianto attraverso una coclea trasportatrice
bull Le sostanze inquinanti desorbite dalla matrice del suolo sono trasportate dalla corrente drsquoaria calda nella sezione di trattamento delle emissioni
bull Allrsquointerno del post combustore grazie ad un bruciatore a GPL (T= 850deg C) i composti organici nei gas sono distrutti
bull Trattamento gas di scarico raffreddamento ethfiltraggioethlavaggio ethfiltri a carboni attivi ethimmissione in atmosfera
Tramoggia e forno di desorbimento
Desorbimento termico - Pisticci (Mt)180000 ton terreno contaminato da HC pesanti
httpwwwsetsrlcomhomemainphpmenuId=1217722342243
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 83
Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 88
Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
74
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici
Due tipologie di processo1 trasformazione chimica dei contaminanti in composti non pericolosi2 immobilizzazione dei contaminanti in matrici stabili cosigrave da renderli non piugrave
mobilibull Soilsediment washing trasfersce i contaminanti in fase liquida sfruttando
lrsquoazione di composti chimici hellipnon egrave un vero trattamento chimico THORN trasferimento da una matrice ad unrsquoaltra
bull Estrazione trasferisce i contaminanti in un solventebull Chelazione immobilizza i contaminanti in complessi stabili che possono
essere smaltiti oppure sottoposti a successivi trattamenti di inertizzazionebull Solidificazionestabilizzazione i sedimenti vengono inglobati in una matrice
solida avente caratteristiche tali da impedirne la successiva migrazionebull Dealogenazione trasforma i contaminanti alogenati in composti non
pericolosibull Ossidazione trasforma i contaminanti ossidandoli
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 76
Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
La capacitagrave di questa tecnologia di isolare i contaminanti dipende dalle proprietagrave di ogni classe di sostanze comehellip- polaritagrave- volatilitagrave- solubilitagrave in acquahellipdalle caratteristiche del terreno contaminato- pH- sostanza organica- capacitagrave di scambio cationica- dimensioni delle particelle
PRETRATTAMENTO
SEPARAZIONE FISICA FRAZ GRANULOM
TRATTAMENTO FRAZIONE FINE
TRATTAMENTO ACQUE DI PROCESSO
TRATTAMENTO EMISSIONI
Trattamento delle acque di processobull Miscelazione vengono aggiunti chemcals per favorire
lrsquoaggregazione e la precipitazioneflocculazione (Na2CO3 Ca(OH)2 sali di ferro o alluminio o polimeri organici)
bull Flocculazione questa fase ha lo scopo di favorire la crescita dei fiocchi
bull Sedimentazione ha lo scopo di separare per gravitagrave i fiocchi
bull Filtrazione il flusso drsquoacqua viene filtrato per trattenere i fiocchi sfuggiti alla sedimentazione
bull Di solito la maggior parte dellrsquoacqua di processo sia nel trattamento fisico che in quello chimico viene ricircolata nellrsquoimpianto
Trattamento della frazione fineEstrazione di metalli e semi-metallibull Estrazione acida es acidi forti principalmente HCl e deboli quali acido
acetico citricohellipbull Estrazione basica Lrsquoagente piugrave utilizzato egrave NaOHbull Estrazione con Sali CaCl2 NaNO3 MgCl2 Ca(NO3)2 bull Estrazione con chelanti es acidi etilendiamminotetracetico (EDTA)
nitriloacetico (NTA)Estrazione inquinanti organicibull Estrazione con tensioattivibull Estrazione con cosolventi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908
MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing
vantaggi bull riduce la quantitagrave di sedimenti che necessitano di ulteriori trattamentibull riutilizzo del materialebull egrave un sistema chiuso che consente il controllo di pH e temperaturabull il continuo rimescolamento e le vagliature omogeneizzano il
materiale e quindi migliorano lrsquoefficacia deil trattamento vienebull scarsa richiesta di energia bull costi di trattamento ridotti (preselezione dei materiali da trattare)bull tempi di trattamento ridotti
svantaggibull egrave necessario il dragaggio svantaggi dei trattamenti off sitebull esposizione dei lavoratori a sedimenti potenzialmente pericolosi
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici Soilsediment washing+estrazione
EsempiEsempio impianto per il trattamento terrenisedimenti contaminati da HCI - Soil Washing questa sezione ha una capacitagrave di trattamento di circa 50 tonh di terreno contenente argilla e limo fino a 30 e una piugrave elevata capacitagrave su quei terreni che hanno un contenuto piugrave basso di argillaII- Estrazione con solvente questa sezione ha una capacitagrave di trattamento per la sola componente limo-argilla di 20 tonh
httpwwwecotecgroupitindex2aspPage=MenuampID=187ampRiporto=0
Sezione SOIL WASHING bull lavaggio del terreno per ldquotrascinare viardquo gli inquinanti e il materiale piugrave fine bull le frazioni a granulometria piugrave elevata sono ulteriormente lavate nelle sezioni
successivebull Le parti a granulometria piugrave fine inferiore ai 75 μm trascinate dal flusso di acqua di
lavaggio sono riaddensate in due fasi successive prima per decantazione poi con pressatura meccanica
bull frazione limo-argillosa egrave trattata nella sezione di estrazione con solvente
Sezione ESTRAZIONE CON SOLVENTE bull Estrazione con acetato di etile (ETAC) ndash biodegradabile non tossico e
rigenerabilebull reflui liquidi ed emissioni gassose contenute (boiler dellrsquounitagrave di
distillazione)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimicofisici estrazione per flottazione
I sedimenti contaminati sono miscelati con opportune reagenti che agiscono sulle proprietagrave superficiali dei contaminanti per conferire loro proprietagrave adsorbenti allrsquoaria
I contaminanti si adsorbono sulle bolle drsquoaria insufflate allrsquointerno della cella di flottazione e formano uno strato di schiuma superficiale che puograve essere successivamente rimossa
da ICRAM Bonifica delle aree marino costiere incluse nei siti di bonifica drsquointeresse nazionale dalla caratterizzazione al trattamento dei sedimenti contaminati
Progetto pilota ICRAM-Impresa Taverna SpA per la bonifica dei sedimenti della Laguna di Grado e Marano (trattamento sedimenti contaminati da Metalli IPA PCB
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 86
Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 87
Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 88
Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 89
CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 91
Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 93
Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 80
Trattamenti ex situTrattamenti chimici solidificazionestabilizzazione
Processi che riducono la mobilitagrave dei contaminanti e la superficie di contatto tra lrsquoambiente ed il contaminantebull Solidificazione intrappola fisicamente lrsquoinquinante allrsquointerno di una matrice
solida e lo trasforma in un materiale solido avente unrsquoalta integritagrave strutturale
bull Stabilizzazione vengono prodotte reazioni chimiche tra un agente stabilizzante e lrsquoinquinante (puograve mantenere la sua forma fisica originaria) che ne riducono la mobilitagrave la tossicitagrave e la solubilitagrave
sono ottenuti mediante lrsquoaggiunta di legantiagenti stabilizzanti primari sono utilizzati da soli per immobilizzare i contaminanti - cemento calce (leganti inorganici) materiali termoplastici e termoindurenti asfalto bitume (leganti organici)agenti stabilizzanti secondari o additivi utilizzati in aggiunta agli agenti primari - loppa drsquoaltoforno pozzolane polverino da carbone fumo di silice e argille (leganti inorganici)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 84
Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti chimici inertizzazione
Impianto Mapei-Intec bonifica terreni contaminati da metalli pesanti a Murano (VE)
bull risultato finale conglomerato cementizio costituito da un insieme di elementi
bull discreti ciascuno dei quali ha le caratteristiche di un conglomerato massivo (ldquopelletsrdquo)
bull disidratazione ldquonaturalerdquo in vasca di stoccaggiobull vagliatura del materiale scavato (~ 8 cm)
wwwcollegioingegneriveneziait
bull lavaggio del materiale di sopravaglio essiccamento naturale e smaltimento in discarica come inerte
bull trattamento di inertizzazione del materiale di sottovaglio a base cementizia con aggiunta di opportuni reattivi miscelati a cemento e acqua
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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MNR - MONITORAGGIO ATTENUAZIONE NATURALE
INTERVENTI IN SITU CAPPING
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
TRATTAMENTI TERMICI
INTERVENTI EX SITU DRAGAGGIO PRE TRATTAMENTO TRATTAMENTI CHIMICI
TRATTAMENTI BIOLOGICI
82
Alternative di intervento
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 86
Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici
bull tecnologie che sfruttano la capacitagrave dei microrganismi di degradare i composti organici o di trasformarli in sostanze meno tossiche o innocue per lrsquoambiente
bull Ai sedimenti sono aggiunti nutrienti (azoto fosforo ecc) minerali e altri reagenti (come lrsquoossigeno) per fornire lrsquoenergia necessaria ai microrganismi per crescere e sopravvivere e per favorire quindi lrsquoattacco microbico dei contaminanti organici adsorbiti sulle particelle solide o disciolti nella fase acquosa (biostimolazione)
bull Possono essere anche aggiunti microrganismi esogeni allrsquoambiente per stimolare i processi di biodegradazione (bioaugmentation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
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Schema di processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 85
Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 86
Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 87
Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 88
Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 89
CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 90
Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 91
Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 92
Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 93
Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 84
Trattamenti ex situTrattamenti biologici Reattori Bioslurry
bull Il fango (sedimento-acqua contenuto di solidi 15-40) egrave immesso nel reattore e miscelato con nutrienti e ossigeno Se necessario possono essere aggiunti acidi o basi per controllare il pH cosigrave come microrganismi se la popolazione presente non risultasse sufficiente Quando la biodegradazioneegravecompleta lrsquoacqua viene eliminata attraverso chiarificatori filtri a pressione filtri a vuoto centrifughe eccI
bull trattamento aerobico egrave il piugrave impiegato eth insufflazione di aria o di altre fonti di ossigeno
bull prevista unrsquounitagrave di controllo delle emissioni (contaminanti volatilizzano durante la fase di miscelazione eo di aerazione)
www portalnavfacnavymil
Schema di processo
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 86
Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 88
Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 89
CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 90
Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 91
Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 92
Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situTrattamenti biologici Landfarming
bull i sedimenti miscelati con opportuni ammendanti vengono collocati su aree appositamente predisposte (impermeabilizzazione raccolta fluidi di percolazionehellip)
bull Soluzioni piugrave ingegnerizzate prevedono la copertura delle aree di trattamento per consentire la regolazione di umiditagrave temperatura e controllare le emissioni di sostanze volatili
bull Lo strato di sedimenti trattato egrave di circa 15-20 cm e la sua regolare coltivazione lrsquoaggiunta di nutrienti e inoculi di facilitano il processo di biodegradazione
wwwenvironmentalfieldservicescom
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 86
Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 86
Trattamenti ex situTrattamenti biologici Phytoremediation
uso delle piante per rimuovere contenere o rendere innocui i contaminanti
bull Fitoestrazione estraggono i contaminanti dal suolo e li concentrano nelle radici e nella porzione aerea
bull Rizofiltrazione utilizza piante ad apparato radicale particolarmente esteso in grado di assorbire e concentrare i metalli nelle radici
bull Fitodegradazione consiste nella trasformazione di molecole organiche complesse in molecole semplici e nellrsquoeventuale accumulo dei cataboliti non tossici nei tessuti vegetali
bull Fitostabilizzazione produzione di composti chimici da parte della pianta in grado di tollerare elevati livelli di metalli che immobilizzano i contaminanti allrsquointerfaccia radici-suolo
bull hellip
Erba medica
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 87
Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 88
Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 89
CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 90
Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Trattamenti ex situEsempihellip
Un centro Europeo avanzato per il trattamento di terrenisedimenti contaminati si trova nel porto di Anversa (Belgio) ndash DEME GroupLa capacitagrave di trattamento di 400000 tonnellateannoLe tecnologie applicatebull Bioremediationbull Soil washingbull Immobilizzazionebull Desorbimento termico
httpwwwgrckallobe
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
La maggior parte delle informazioni sui costi di bonifica egrave ricavata da casi di studio su siti americani
bull i prezzi sono difficilmente confrontabili con la situazione Europea dal momento che i costi unitari per alcune voci possono variare in modo sostanziale tra Europa e USA (investimento costo del lavoro energia ecchellip)
bull esistono notevoli differenze tra i diversi paesi Europei
bull i prezzi sono dinamici e variano di anno in anno
bull analisi dei costi puograve essere utilizzata come strumento per confrontare I costi tra diverse tecnologie applicabili ad uno stesso sito
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
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CostiEsempi di voci di ldquocosto drsquoimpresardquo
categorie voci di costo categorie voci di costo
mobilizzazionerimozione cantiere acquisizioniespropri areeopere accessorie (es recinzioni strade realizzazione delle aree di pretrattamentomonitoraggio (campionamenti ananlisi rilievi batimetricihellip) prima durante e subito
trattamento dei sedimenti
rimozione e smaltimento rifiuti trattamento delle acque di dewateringstudi pilota misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle project management (redazione rapporti smaltimento di eventuali residuiripristino habitat post intervento acquisizione delle aree
MNR monitoraggio e reporting realizzazione dei siti di stoccaggiomateriali di copertura - demolizione di strutture esistenti
- costo dei mteriali - scavi- attrezzature - macchinari
trasporto stoccaggio e posa in opera realizzazione casse di colmata- macchinari e attrezzature realizzazione coperture- affittoespropri aree misure di prevenzione dellinquinamento
acque sotterranee (conreollo delle macchinari dragaggioscavo misure compensativeinterventi per il contenimento acquisizione delle areedecontaminazione delle attrezzature realizzazione dei siti di stoccaggioisolamento delle aree - in caso di scavo trasportorealizzazione dei siti temporanei di trasporto dei sedimenti ai siti di
Smaltimento in discarica
Generali - per diverse tipologie dintervento
Capping
Dragaggioscavo
Pretrattamentotrattamento
Confinamento in casse di colmata
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 91
Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Interventi ex situsempli
cecomplesso
Trattamenti termici -incenerimento
399 610
Trattamenti termici - pirolisi 167
Trattamenti termici ndashdesorbimento termico
23 133
Trattamenti chimici ndash soilsediment washing
30
Trattamenti chimici ndash chemical extraction
156 748
Trattamenti chimici ndashsolidificazione stabilizzazione
54 108
Trattamenti biologici ndash reattori bioslurry
40 80
Trattamenti biologici - landfarming 43
Trattamenti biologici -phytoremediation
14 28
Costi in Euro m3I valori relativi alla Phytoremediation sono in Eurom2
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
Costi in Euro m3
Stima dei costi per le tecniche di intervento ex sito
Dati USEPA wwwfrtrgov
Interventi Tecniche minimo massimo
dragaggioDragaggio solo dragaggio (no trattamento)
6 6
Dragaggio ambientale incluso trattamento e trasporto1720 2867
pretrattamento
esseccamento passivo 2 4filtrazione 5 5centrifugazione 5 5gravitagrave 5 5separazione granulometrica essiccamento trattamento acque 9 43
trattamenti
tremici desorbimentoincenerimentovetrificazione
63 774
chimici sediment washing 46 189chimici solidificazionestabilizzazione 46 225biologici biopilephytoremediation 11 155
Da Contaminated Sediments at Navy Facilities 2002
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
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Costi
SedNet 2004 Contaminated Sediments in European River Basins
Costi di trattamento e smaltimento Lrsquoaltezza della colonna rappresenta il valore medio mentre la barra rappresenta il range dei costi (Netzband et al 2002 SedNet ndashElsevier book ldquoSediment and dredged-material treatmentrdquo) Lrsquoopzione ldquosmaltimentordquovaria in un ampio range a causa delle differenti condizioni a contorno (Nota i costi per le applicazioni dei prodotti non sono compresi I costi per la separazione granulometrica non comprendono lrsquoesiccamento eo lo smaltimento CDF = Confined Disposal Facility LWA Light Weight Aggregate chem = chimica immo = immobilisation)
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 93
Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
Caratterizzazione dei Sedimenti Fluviali e Lacuali
Michele Fratini ModPABIB0310 Rev 0 del 010908 93
Costi
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL PORTO DI NEW BEDFOR 2004 LrsquoINTERVENTO HA AVUTO UN COSTO DI CIRCA 800000 $ PER SETTIMANA PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE USEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005
ANALISI DEILLE VOCI DI COSTO RELATIVE AL DRAGAGGIO AMBIENTALE NEL HYLEBOS WATERWAY PM = PROJECT MANAGEMENT FONTE eUSEPA Sediment Dredging at Superfund Megasites 2005