Il trattamento biologico dei rifiuti solidi urbani

Il trattamento biologico
dei rifiuti solidi urbani
Dott. Enrico Calcaterra
Sistema Ecodeco S.p.A
Rifiuto urbano
Caratteristiche:
• presenza di acqua
• presenza di sostanze organiche
putrescibili
• contaminazione con micro organismi
patogeni
• presenza di materiali con elevato
potere calorifico
• presenza di inerti
Composizione del residual waste in funzione della
tipologia di processo di RD
Rsu tal quale
Raccolta differenziata secco
umido
Raccolta differenziata
frazione secca
Composizion
e rsu tal
quale
28 %
% rd
Composizione
rsu resuduo
% rd
Composizine
rsu residuo
50 %
21 %
0%
35 %
Carta
26 %
50 %
20 %
50 %
16 %
Plastica
12%
10 %
17 %
10 %
14 %
Metalli
4%
10 %
6%
10 %
5%
Legno tessile
6%
10 %
8%
10 %
7%
Vetro
9%
60 %
6%
60 %
5%
Altro
15 %
0%
22 %
0%
18 %
Totale
100 %
35 %
100 %
21 %
100 %
Rapidamente
putrescibile
33 %
0%
28 %
0%
41 %
Organico
Percentuale di sostanza organica nel rifiuto residuo: il
caso della provincia di Milano
Sostanza Organica nel secco residuo
Albairate
Albiate
Arese
Biassono
Brugherio
Buccinasco
Castano P.
Cinisello
Cologno
Corbetta
Desio
Lainate
Melegnano
Misinto
Monza
Novate
Paderno D
Rosate
Trezzo S/A
Truccazano
Varedo
Villasanta
Vimercate
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
Norme comunitarie
"trattamento":
i processi fisici, termici, chimici, o
biologici, inclusa la cernita, che
modificano le caratteristiche dei rifiuti allo
scopo di ridurne il volume o la natura
pericolosa e di facilitarne il trasporto o
favorirne il recupero
Norme comunitarie
Priorità dei sistemi “integrati” di gestione
dei rifiuti:
• riduzione della produzione
• trattamento dei rifiuti per il riciclo e il
riutilizzo
• recupero materie prime o energia
• smaltimento finale
Il pretrattamento nella normativa Italiana e Comunitaria
Decreto legislativo 22/97 (decreto Ronchi)
È consentito smaltire in discarica solo i rifiuti inerti, i rifiuti individuati da
specifiche norme tecniche ed i rifiuti ed i rifiuti che derivano da specifiche
operazioni di riciclaggio, recupero, smaltimento.
Direttiva 1999/31/CE (direttiva discariche)
Gli Stati Membri elaborano una strategia nazionale al fine di procedere alla
rimozione dei rifiuti biodegradabili da collocare in discarica.
In particolare l’obiettivo imposto agli stati membri è quello di giungere,
secondo tappe temporali stabilite, alla riduzione dei rifiuti urbani
biodegradabili da collocare in discarica a un quantitativo massimo pari al
35 % del totale in peso.
2nd Draft Biowaste (bozza comunitaria)
Se con il pre-trattamento il rifiuto giunge agli obiettivi di stabilità indicati
esso può essere considerato non biodegradabile
Il pre-trattamento: Processi meccanici &
biologici
MECCANICO
• triturazione
• separazione
di frazioni secco/umido
• separazione di materiali riciclabili
BIOLOGICO
• conversione del rifiuto a condizioni stabili
(biostabilizzazione)
• Ottimizzazione delle caratteristiche
del materiale per il trattamento termico
(bioessiccazione)
Opzioni tecnologiche
Sistemi a due flussi (MBT, trattamento biologico sulla
sola frazione sottovaglio):
•tecnologia tradizionale
•circa 100 impianti in
Europa
Sistemi a un flusso (bioessiccazione, trattamento
biologico su tutto il rifiuto):
• alcune decine di impianti in
Europa
• tecnologia recente
Schema impiantistico dei processi a due flussi
RSU t.q.
Residuo da raccolta differenziata
Ciclo semplificato
TRATTAMENTO MECCANICO PRIMARIO
Triturazione- Vagliatura
Frazione ad alto contenuto calorico
Frazione a basso contenuto calorico
RAFFINAZIONE
TRATTAMENTO BIOLOGICO
Metalli
CDR
Recupero
UTILIZZO TERMICO
CENERI
Inerti
Frazione stabilizzata
RAFFINAZIONE
Compost
DISCARICA
Inerti
CO2, H2O
Schema impiantistico dei sistemi a un flusso
RSU t.q.
RERIDUO DA RACCOLTA
DIFFERENZIATA
TRATTAMENTO
MECCANI CO PRIMARIO
Triturazione
TRATTAMENTO BIOLOGICO
CO2
H2O
Ciclo semplificato
BIOSTABILIZZATO
RAFFINAZIONE
CDR
METALLI
UTILIZZO TERMICO
RECUPERO
CENERI
DISCARICA
SOTTOVAGLIO DI RAFFINAZIONE
Esempio di impianto ad un flusso per la produzione di CDR
Il trattamento biologico: bioessiccazione & biostabilizzazione
Diversi processi….
BIOSTABILIZZAZIONE: processo il cui scopo primario è il raggiungimento della
stabilità biologica del rifiuto in seguito alla biossidazione della sostanza organica
putrescibile in esso contenuta.
BIOESSICAZIONE: processo il cui scopo primario è la riduzione dell’umidità del
rifiuto in seguito ad una fase di biossidazione della sostanza organica putrescibile in
esso contenuta.
… a cui corrispondono diverse condizioni di impiego dei prodotti:
BIOSTABILIZZATI: i rifiuti stabilizzati sono collocabili in corpo di discarica o
utilizzabili per operazioni di capping periodico durante la coltivazione delle stesse, in
eventuale miscelazione con inerti.
BIOESSICCATI: il bioessiccato è utilizzabile per la produzione di combustibile
derivato da rifiuti (CDR). E’ collocabile in corpo di discarica nel caso siano presenti
caratteristiche idonee (stabilità biologica).
Bioessiccazione e biostabilizzazione
IR Rifiuto Urbano (mgO 2 h -1 kgSV -1 )
2191
1695
1971
3422
1273
2335
3501
BIOSTABILIZZAZIONE
IRD biostabilizzato (mgO 2 h -1 kgSV -1 )
889
480
647
595
857
920
BIOSESSICCAZIONE
IRD bioessiccato (mgO 2 h -1 kgSV -1 )
1279
2473
1597
1934
1760
1680
2285
2163
Bioessiccazione dei RSU risultati di processo
Contenuto di umidità di campioni di RSU e bioessiccato
Moisture (%)
50
40
30
20
Co
10
0
gen-01 feb-01 mar-01 apr-01
MSW
mag01
giu-01 lug-01 ago-01 set-01 ott-01 nov-01 dic-01
Biodried material
Esempio di Gestione di processo di biologico aerobico
Biossidazione: parametri di processo
Parametri impiantistici
Biostabiliz.
Bioessicc.
Recupero reflui
Si
Si
Irrorazione della biomassa
Si
No
Aerazione della biomassa
Generalm. Forzata
Forzata
Aerazione della biomassa nella fase di
trasformazione
/
/
Localizzazione
Al chiuso
Al chiuso
Captazione e trattamento dell’aria
Si
Si
Igienizzazione
Strumentazione per controllo processo
biomassa a 55°C per almeno
3 gg
Si
Biomassa a 55°C per almeno
3 gg
Si
Biossidazione: Parametri di processo
Parametri di
processo
Compostaggio
verde
Compostaggio
di qualità
Compostaggio
da rifiuti
Biostabiliz.
Bioessicc.
Temp. Massime
(°C)
70
70
70
70
70
Temp minime
(°C)
55 per almeno
tre giorni
55 per almeno
tre giorni
55 per almeno
tre giorni
55 per almeno
tre giorni
55 per almeno
tre giorni
Umidità
(% tal quale)
> 50 %
> 50 %
> 50 %
> 50 %*
Ossigeno
(% v/v)
> 10 %
> 10 %
> 10 %
> 10 %
> 10 %
Densità
apparente
(t m -3 )
< 0.7
< 0.7
< 0.7
< 0.7
< 0.7
n.s.
Biossidazione:Principali parametri da monitorare
Fase di processo
Tipo di controllo
Frequenza del controllo
Rifiuto in ingresso
-Controllo visivo della eventuale
presenza di materiali non compostabili
(plastiche, vetro, metalli) e dello stato
di decomposizione del rifiuto
Ad ogni conferimentto
-Determinazione del rapporto C/N,
dell’umidità e della densità del rifiuto
Mensile o nel caso di manifesto
cambiamento della tipologia del
rifiuto
-Caratterizzazione merceologica: % di
materiali estranei non compostabili
(nel caso di FORSU)
Semestrale
-Determinazione dei parametri previsti
dalla Legge (nel caso di fanghi di
depurazione biologica disidratati)
Trimestrale
-Misurazione della temperatura,
umidità, O 2 , CO 2
Da settimanale a mensile
- Misurazione dell’Indice
respirometrico dinamico (sulla miscela
delle frazioni organiche)
4 volte/anno alla fine della fase di
biossidazione
-Misurazione di umidità
Da bisettimanale a mensile
-Determinazione dei parametri previsti
dalla Legge
A lotti rappresentativi della
produzione
Rifiuto in via di
trattamento
Prodotto in uscita
Possibili impatti ambientali degli impianti: odori
-Gli impianti sono in depressione evitando quindi la fuoriuscita
di odori
-Tutte le arie di processo sono depurate mediante efficienti sistemi
di depurazione
biologica consentendo di raggiungere i migliori
standard di qualità ambientale
Schema di un biofiltro
Bioessiccazione con produzione di C D R
Il CDR è un materiale costante nelle caratteristiche chimiche e
fisiche e nel contenuto calorico e consente ai sistemi di
combustione di bruciare in modo efficiente e di essere meno
soggetti a cali di temperatura, a rotture e cicli di manutenzione,
eliminando le tanto temute condizioni per la produzione di
microinquinanti organici e non ultimo favorendo il
funzionamento dei sistemi di trattamento delle emissioni.
La normativa prevede l’impiego del CDR in impianti dedicati e
in impianti industriali esistenti. In ambedue i casi si è nelle
condizioni di seguire le procedure semplificate (1) per ottenere
l’utilizzo energetico.
Limiti di legge CDR DM 5/2/98
P.C.I. minimo sul tal quale
15.000 kJ/kg
Umidità in massa
max 25%
Cloro in massa
max 0,9%
Zolfo in massa
max 0.6%
Ceneri sul secco in massa
max 20%
Pb (volatile) sul secco in massa
max 200 mg/kg
Cr sul secco in massa
max 100 mg/kg
Cu (composti solubili) sul secco in
massa
max 300 mg/kg
Mn sul secco in massa
max 400 mg/kg
Ni sul secco in massa
max 40 mg/kg
As sul secco in massa
max 9 mg/kg
Cd+Hg sul secco in massa
max 7 mg/kg.