L`utilizzo agricolo del fango di depurazione

L’UTILIZZO
AGRICOLO
DEL
FANGO
DI
DEPURAZIONE
PRODOTTO
DALL’IMPIANTO “CUOIO-DEPUR” DI SAN MINIATO (PI).
Dall’uso diretto in agricoltura (legge n° 99/92) alla trasformazione in prodotto:
concime organo-azotato denominato “Pellicino Integrato”.
Angelo Borrini, Direttore Generale – Vittorio Prescimone – Direttore tecnico - Consorzio
Cuoio-Depur SpA – via Arginale Ovest n. 81 – 56020 San Miniato-San Romano (PISA) – tel.
0571 – 44871- fax 0571- 450538 - email: [email protected]
1. Caratteristiche qualitative del fango
prodotto
Il Consorzio Cuoio-Depur S.p.A. è stato
costituito nel 1980 dalle imprese locali, in
San Romano nel Comune di San Miniato
(PI), con lo scopo di attuare il programma di
adeguamento degli scarichi idrici provenienti
dalle concerie associate e delle acque nere di
civile abitazione del territorio comunale.
L’impianto di depurazione consortile tratta
1.550.000 mc/anno di reflui industriali
provenienti da 130 aziende, 1.450.000
mc/anno di reflui domestici dei due comuni
citati e 40.000 mc/anno di rifiuti liquidi,
costituiti da acque reflue convogliate
mediante autobotte, ai sensi dell’art. 36,
comma 3°, del D. Lgs 152/99.
“tannini”, estratti dalla corteccia delle piante
(castagno, mimosa, etc.).
Il fango di risulta della depurazione dei
suddetti liquami risulta caratterizzato, unico
esempio in Italia per il settore conciario, da
una relativamente bassa concentrazione di
cromo (III), da una maggiore presenza di
sostanze derivanti dagli estratti naturali di
origine vegetale, utilizzati nella fase di
concia delle pelli e da una superiore quantità
della frazione di sostanza organica di origine
proteica, derivante dallo scarto delle pelli. I
fanghi derivanti dalla depurazione di scarichi
di concerie al vegetale, infatti, contengono
una frazione preponderante (>70%) di solidi
che sedimentano spontaneamente nei
trattamenti primari e che derivano appunto
dallo scarto delle stesse ed è caratterizzata da
elevati contenuti di sostanza organica più
“nobile” di origine proteica costituita da
componenti (pelo, crini, carniccio, cuoiattolo
etc...), riconosciuti singolarmente quali
fertilizzanti, ai sensi della legge 748/84, il
che rende i fanghi particolarmente idonei
all’uso agricolo.
Attualmente (vedi schema allegato) il fango
di
risulta
viene
condizionato
con
polielettrolita e quindi disidratato mediante
filtropresse a piastre fino ad un contenuto di
sostanza secca del 32%.
Figura 1 - Vista aerea dell'impianto
La maggioranza delle aziende conciarie attua
la concia delle pelli per la produzione di
cuoio da suola utilizzando il processo
cosiddetto “al vegetale”, mentre soltanto una
minoranza (20% ca.) attua lavorazioni di
concia al cromo. Nel processo di concia del
pellame al vegetale non si usano sali di
cromo, alluminio etc.,ma si utilizzano
sostanze organiche naturali di origine .
vegetale,
genericamente
denominate Figura 2 - Essiccatore
1
Da qualche anno è entrato in funzione anche
un impianto di essiccazione che permette di
ottenere un residuo (con l’ 80÷85% di
sostanza secca) stabilizzato ed igienizzato
termicamente, facilmente stoccabile e
trasportabile, esente da problemi di
maleodoranze
derivanti
da
possibili
fermentazioni. L’operazione di essiccazione
consente inoltre di diminuire la quantità di
fango disidratato (al 32% ) da circa 55.000
ton/anno a meno di 30.000 e di migliorarne
Figura 3 - Edificio disidratazione ed essiccamento
la qualità finale, in relazione ai possibili
riutilizzi agricoli.
Le principali caratteristiche qualitative sono
Il fango dopo essiccazione termica, viste le riportate nella tabella seguente:
basse temperature (105÷110 °C) raggiunte
negli evaporatori, mantiene la stessa
composizione chimica, riferita alla quantità
di sostanza secca, posseduta in ingresso ai
forni.
Tab. 1
Caratteristiche qualitative del fango Cuoio-Depur dopo essiccazione
Parametri
Peso specifico
g/cm3
Umidità
%
Sostanze organiche tot.
“
Carbonio organico
“
Azoto totale (N)
“
Fosforo totale (P)
“
Cloruri (Cl)
mg/Kg
Solfati (SO4)
“
Piombo (Pb)
“
Nichel (Ni)
“
Cadmio (Cd)
“
Rame (Cu)
“
Mercurio (Hg)
“
Cromo esavalente (Cr)
“
Cromo trivalente (Cr)
%
Zinco (Zn)
“
Ferro (Fe)
“
Calcio (Ca)
“
Salmonelle
“
Fanghi Cuoio-Depur
1,15 ÷ 1,3
10 – 20
40 – 50
22 – 25
2,8 – 4,0
0,4 – 0,6
3000 – 5000
1000 – 2000
25 – 30
20 – 30
<0,1
50 – 70
<1
Assente
0,15 – 0,3
0,01 – 0,02
<0,5
<5
Assenti
D.Lgs. 99/92
≥20%
≥1,5%
≥ 0,4%
≤ 750 mg/Kg
≤ 300 mg/Kg
≤ 20 mg/Kg
≤ 1000 mg/Kg
≤ 10 mg/Kg
≤0,25%
≤103
(Eccettuati il peso specifico e l’umidità, che sono riferiti ai fanghi tal quali, gli altri parametri sono
riferiti alla sostanza secca).
Le analisi chimiche dei fanghi mirate alla ricerca analitica delle sostanze organiche inquinanti
hanno dato esito negativo per i solventi organici clorurati, solventi organici aromatici,
policlorodifenili e policlorotrifenili, policlorodibenzoparadiossine e idrocarburi policiclici
aromatici. Sono inoltre risultate assenti, entro i limiti di rilevabilità dalla metodica analitica, le
sostanze pericolose di cui al D.M. n. 367/2003.
2
2. Sperimentazioni effettuate
A partire dal 1982, il Consorzio Cuoio
Depur ha condotto sperimentazioni tese a
verificare direttamente in campo l’idoneità
di un suo riutilizzo in agricoltura,
avvalendosi di Istituti Universitari tra i più
accreditati nel settore.
Il residuo proteico conciario è stato
sperimentato, sia in laboratorio, sia in
impianto pilota, sia a pieno campo, dai
Proff. Franco Massantini e Guido Pardini
della Facoltà di Agraria, Istituto di
Agronomia Generale e Coltivazione
Erbacee, dell’Università di Pisa e dal Prof.
Sandro Silva della Facoltà di Agraria,
Responsabile della Sezione Chimica del
suolo, dell’Università di Piacenza. Il Prof.
Silva, in un triennio di sperimentazione
(‘82-’84) con l’impiego del residuo
proteico su colture di mais, frumento e riso,
in situazioni agropedologiche diversificate,
giunge alle seguenti conclusioni:
il residuo proteico mostra l’azione
fertilizzante più immediata nei sistemi con
microflora riducente tipici della risaia;
esplica un’azione fertilizzante globale che
consente la riduzione di apporti minerali
azotati;
nei sistemi agricoli “normali” si
evidenzia un effetto fertilizzante dell’azoto
contenuto nel residuo proteico, anche se a
più lento rilascio; l’impiego consente di
diminuire il consumo di concimi minerali
azotati di circa 1/3 rispetto al fabbisogno
totale;
le rese produttive ottenute
sono
sempre superiori a quelle del controllo e
almeno uguali a quelle delle tesi con
concimi minerali;
gli incrementi di azoto e della
sostanza organica accertati nel suolo, a
seguito dell’applicazione del residuo
proteico,
suggeriscono
un’influenza
favorevole anche sulle proprietà fisicomeccaniche e strutturali del terreno.
Successivamente è stata condotta una
ricerca in collaborazione con l’Istituto
Sperimentale per la Nutrizione delle Piante
di Roma, che ha individuato alcune
formulazioni realizzate miscelando la parte a
maggior contenuto proteico dei fanghi di
depurazione con pelo, pellicino e/o cuoio,
ovvero con prodotti fertilizzanti derivati dallo
stesso ciclo produttivo.
Il pellicino, se viene unito ai fanghi proteici,
si amalgama facilmente dando un prodotto
che mostra una notevole sinergia di azione e
una relativa analogia di comportamento
rispetto ai due prodotti separati. Il materiale
può essere essiccato facilmente ed anche
granulato più agevolmente delle due matrici
di partenza isolate. Anche per questi motivi,
le prove agronomiche sono state sempre
condotte con la miscela dei due materiali.
Queste proprietà diverse consentono di
sfruttare formulazioni ad hoc, fra la miscela
pellicino-fanghi e il cuoio, che permettono
non solo di incrementare opportunamente il
tenore di azoto organico, ma anche di
garantire una liberazione di azoto disponibile
in funzione delle esigenze colturali. E’
possibile così massimizzare l’efficienza
agronomica dei formulati partendo da matrici
organiche azotate che derivano dallo stesso
ciclo produttivo.
Il carbonio del cuoio mineralizza con facilità
molto maggiore rispetto al cuoio del pellicino
e dei fanghi conciari, mentre l’azoto mostra
una disponibilità più pronta nel pellicino e
nei fanghi conciari rispetto al cuoio. Pertanto
variando il rapporto dei componenti la
miscela si può modulare il rilascio e quindi
l’efficienza agronomica del principale
elemento nutritivo presente, l’azoto.
Questi risultati hanno consentito di ottenere
il parere favorevole della Commissione
Interministeriale (Ministeri delle Politiche
Agricole, dell’Ambiente, della Sanità e
dell’Industria) per il riconoscimento del
“pellicino integrato” come concime organoazotato da inserire nell’elenco dei
fertilizzanti allegato alla Legge 748/84. Il
relativo Decreto di recepimento è stato
pubblicato nella Gazzetta Ufficiale della
Repubblica Italiana del 01 marzo 2002, n°51.
Il Consorzio a seguito della pubblicazione
nella G. U. e della comunicazione effettuata
all’Amministrazione Provinciale di Pisa, ha
iniziato a produrre in quota parte pellicino
3
integrato fino alle attuali 25.000 ton/anno,
che rappresentano la massima potenzialità
produttiva, ottenute miscelando i fanghi
prodotti dal proprio impianto di
depurazione con fanghi ottenuti a piè di
fabbrica da alcune aziende conciare
associate e pelo recuperato dalle aziende
conciarie e trattato da impianti autorizzati
ai sensi del regolamento C.E. n°1774. La
miscela viene essiccata (sostanza secca >
80%) e conferita alla stato fuso
direttamente ad aziende agricole nazionali
o a produttori di fertilizzanti dopo aver
verificato l’assenza di componenti non
desiderabili quali i metalli pesanti o altri
composti bioaccumulabili.
Più recentemente il Consorzio ha messo in
funzione anche una linea di produzione di
concime organo azotato misto, con una
concentrazione di azoto > del 5%,
miscelando il pellicino integrato con il 2030% di altri concimi riconosciuti dalla legge
748/84, quali pennone e/o farina di carne,
cuoio torrefatto. In prospettiva, se il mercato
continuerà a dare risposte positive, è
prevista la realizzazione di un impianto di
pellettizzazione,
granulazione
ed
insacchettamento del concime base e di
alcuni formulati arricchiti in azoto organico,
con un titolo minimo del 6%, per una
produzione complessiva di 20.000 ton/anno,
per facilitarne lo stoccaggio e la sua
commercializzazione.Il progetto prevede un
investimento di fabbricati e macchinari di
oltre 4.000.000 €.
TANK
1
SMALTIMENTO
ESSICC. 1
FANGHI
DISIDRATATI
TANK
2
PELO E
PELLICINO
SMALTIMENTO
ESSICC. 2
MISCE-LAZIONE
FANGHI
CONCIARI
ESSICC. 3
ESSICC. 4
TANK
4
SMALTIMENTO
MISCE-LAZIONE
PELLET-TIZZAZIONE
AGRICOLTURA
ALTRI CONCIMI
E SCARTI DI CONCERIA
CONFEZIONAMENTO
Funzionamento attuale – schema -
ARTICOLO PUBBLICATO SULLA RIVISTA ACQUA & ARIA N.1° - GENNAIO 2006
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