Studio di impatto ambientale di un grande impianto di dissalazione ad osmosi inversa : focus su recupero energetico, scarichi a mare e LCA

Desalination represents an important alternative water source for the production of fresh water, with a worldwide installed capacity of 24,5 million m3/day. The largest plants are mainly located in the Arabian Gulf, in the Mediterranean Basin and on the Australian and Californian coastlines. Among the existing methods of desalination, the best technology available involves the use of reverse osmosis membranes, through which it is possible to cut by 43% the costs for the production of 1 m3 of desalinated water compared to thermal systems. Despite the socio-economic benefits the technology has to offer, concerns rise over potential negative impacts on the environment. Key issues are the energy demand of the processes and the concentrate discharge. This thesis work represents the Environmental Impact Study of a large reverse osmosis desalination plant characterized by the production of 2.500 m3/h of fresh water and designed for Bari (Puglia), where there are problems of water supply. . In addition to analyzing the possible effects of this system on all the environmental compartments, this study concerns three focuses. First of all it considers the introduction of the energy recovery system, in order to reduce the energy consumption until 2,5-3 kWh/m3. Further it contains the design of the discharge pipeline for brine disposal, taking into account the location-specific standard quality limits and the environmental restriction connected to marine flora and fauna. Finally the work includes a Life Cycle Analysis to compare two pretreatment technologies, ultrafiltration and sedimentation-based system.

Il processo di dissalazione rappresenta attualmente un’importante fonte idrica alternativa per la produzione di acqua potabile, con una capacità installata a livello mondiale di 24,5 milioni m3/giorno. Gli impianti di notevoli dimensioni sono principalmente collocati nel Golfo Arabico, nel bacino del Mediterraneo e sulle coste australiane e californiane. Tra i metodi di dissalazione esistenti la tecnologia considerata più all’avanguardia prevede l’utilizzo di membrane ad osmosi inversa, con le quali è possibile abbattere del 43% circa i costi per la produzione di 1 m3 di acqua dissalata rispetto ai sistemi termici. Nonostante l’installazione di impianti di dissalazione comporti dei benefici socio-economici, è necessario analizzare anche i potenziali effetti negativi sull’ambiente. Nello specifico, le principali criticità derivano dal fabbisogno energetico del processo stesso e dallo scarico a mare del concentrato salino. Il presente lavoro di tesi rappresenta lo Studio d’Impatto Ambientale di un grande impianto di dissalazione ad osmosi inversa caratterizzato dalla produzione di 2.500 m3/h di acqua potabile e progettato per la città di Bari (Puglia), dove da tempo si sono riscontrati dei problemi di approvvigionamento idrico estivo. In particolare, oltre ad analizzare i possibili effetti di tale impianto su tutti i comparti ambientali, vengono condotti tre approfondimenti. In primo luogo viene esaminata l’introduzione di sistemi di recupero energetico, in modo da ridurre i consumi energetici sino a 2,5-3 kWh/m3. Viene inoltre effettuata una verifica del dimensionamento della condotta di scarico a mare, considerando i vincoli normativi ed ambientali vigenti nell’area d’indagine e sintetizzando diversi scenari attraverso opportuni indicatori. Infine viene eseguita una Life Cycle Analysis per confrontare due diverse tecnologie di pretrattamento adottabili, ovvero l’ultrafiltrazione e la filtrazione a sabbia.