ITALPROGETTI Progetto Biosur

Italprogetti Biosur

Il prototipo installato presso l’impianto Cuoiodepur – The prototype installed at the Cuoiodepur plant

Il reattore a letto rotante rimuove l’idrogeno solforato dagli effluenti gassosi, mitigando l’impatto ambientale dei solfuri prodotti nel processo industriale conciario. Durante la fase di depilazione delle pelli si generano effluenti contenenti elevate concentrazioni di solfuro: passando dalla fase liquida a quella gassosa, l’idrogeno solforato genera odori molto sgradevoli che incidono sulla qualità dell’aria. Dalla necessità di mitigare l’impatto ambientale dei solfuri prodotti nel processo industriale conciario è nato il progetto Biosur (Rotating Bioreactors for sustainable hydrogen sulphide removal) che prevede l’applicazione di una tecnologia innovativa per il trattamento e il controllo delle emissioni odorigene. I partner del progetto cofinanziato dalla Ue sono il Consorzio Cuoiodepur spa di Ponte a Egola, il dipartimento di Ingegneria civile e ambientale dell’Università di Firenze, il dipartimento di Biologia dell’Università di Pisa e Italprogetti spa.

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Concentrazioni di idrogeno solforato in ingresso (rosso) e in uscita (blu) – The incoming (red) and outbound (blue) concentrations of hydrogen sulphide

L’innovazione tecnologica – valida sostituta degli scrubber chimici, attualmente più utilizzati, rispetto ai quali ha una più bassa carbon footprint e una più elevata sostenibilità ambientale ed economica – consiste nell’impiego di un bioreattore a letto mobile rotante RBBR (Rotating Bed BiofilmReactor) per la rimozione biologica dell’idrogeno solforato dagli effluenti gassosi. Il primo prototipo di reattore biologico a letto mobile è stato ideato e costruito con l’obiettivo di utilizzare la rotazione dei biodischi come strategia innovativa per la rimozione della biomassa in eccesso, grazie agli sforzi di taglio tra i supporti plastici e l’acqua presente sul fondo del reattore stesso, superando in tal modo i limiti dei tradizionali bioreattori statici BTFs (Biotrickling Filters). Tale prototipo è stato installato presso l’impianto Cuoiodepur (Pisa) di depurazione dei reflui conciari ed è stato progettato per trattare fino a 12.000 m3/ora di gas proveniente dai comparti coperti. Il prototipo riceve concentrazioni di idrogeno solforato compresi tra 10 e 400 mg S/m3. L’evoluzione del processo è controllata mediante l’analisi delle concentrazioni di idrogeno solforato in entrata e in uscita dall’RBBR tramite un gascromatografo. L’efficienza di rimozione è in media superiore all’80% e la capacità di rimozione ha raggiunto valori di 90 g H2S m3/ora, corrispondente a circa 20 kg S-H2S/giorno. Le perdite di carico registrate sono inferiori a 4 millibar.
Italprogetti The Biosur project

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Disegno del prototipo: l’RBBR ha una forma cilindrica ed è suddiviso in quattro settori. Il flusso d’aria attraversa orizzontalmente i settori e ognuno di essi è idraulicamente separato dagli altri attraverso un setto
A sketch of the prototype: cylinder-shaped, RBBR is divided into four sectors; from an hydraulic point of view, each one of them is separated from the others with a septum. The airflow passes through said sectors horizontally.

The rotating bed reactor removes the hydrogen sulphide from gas effluents, thus reducing significantly the environmental impact of the sulphides resulting from the tanning industrial process. Effluents containing high concentrations of sulphides are generated during the leather unhairing phase: switching from the liquid to the gas phase, the hydrogen sulphide causes unpleasant smells that affect badly the air quality. The need for reducing the environmental impact of the sulphides resulting from the tanning industrial process has been the main boost for the launch of the Biosur Project (Rotating Bioreactors for sustainable hydrogen sulphide removal) that entails the implementation of an innovative technology for the treatment and monitoring of the malodorous emissions. The partners involved in this project, co-funded by the EU, are the Cuoiodepur Consortium Spa headquartered in Ponte a Egola, the Civil and Environmental Engineering department of the University of Florence, the Biology faculty at the Pisa University and Italprogetti Spa. Acknowledged as an effective replacement for the current chemical scrubbers thanks to its lower carbon footprint index as well as to its higher economic and environmental sustainability, said technological innovation includes the setting-up of a Rotating Bed Biofilm Reactor (RBBR) conceived for the biological removal of the hydrogen sulphide from gas effluents. The first prototype has been devised and manufactured with the aim to use the rotation of the biodisks as an innovative strategy for the elimination of the exceeding biomass, thanks to the shear stress between the plastic supports and the water collected at the bottom of the reactor, thus overcoming effectively the limits of the traditional static bioreactors equipped with BTFs (Biotrickling Filters). This prototype has been installed in the tanning wastewater purification plant owned by Cuoiodepur in Pisa and it has been conceived to process a quantity of gas amounting up to 12,000 m3 per hour proceeding from the covered sections. The concentrations of hydrogen sulphide range from 10

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Capacità di rimozione durante un periodo di sperimentazione – The removal capacity during a test period

to 400 mg S/m3. The evolution of the process is monitored through the analysis of said concentration both at the inlet and at the outlet of the RBBR by using a gas chromatograph. On average, the removal efficiency rate is superior to 80% and the removal capacity has achieved significant results – that is, 90 g H2S m3 per hour, corresponding approximately to 20 kg S-H2S a day. The load loss registered is inferior to 4 millibars.

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