IMPIANTI DI COMPOSTAGGIO

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1 Università degli studi di Udine Facoltà di Ingegneria dell Ambiente e delle Risorse Relazione per l esame Recupero e riciclo dei materiali Argomento sostenuto: IMPIANTI DI COMPOSTAGGIO Prof: De Pretis Aligi Studente: Mario Genero N. Matricola

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3 Introduzione La produzione crescente di rifiuti nei paesi industrializzati pone oggi in modo cruciale il problema del loro smaltimento, che non è solo un problema tecnologico ma anche politico economico e culturale. A fronte di un epoca che ha visto aumentare di pari passo la produzione, lo sviluppo, il consumismo, l abitudine consolidata all usa e getta, e quindi anche la quantità di materiali di scarto delle più svariate tipologie e proprietà chimico fisiche, una corretta pianificazione e gestione della gestione e dello smaltimento delle immondizie si è rivelato quanto mai una necessità urgente. E innanzitutto molto importante che un insieme di materiali merceologicamente assai disomogenei, venga diversificato e separato all origine attraverso una raccolta differenziata che possa far sì che il ruolo delle successive filiere del trattamento dei rifiuti sia sfruttato al massimo delle sue potenzialità. Successivamente i materiali riciclati seguono diversi percorsi di trattamento (utilizzo del vetro, della plastica, metalli, carta e cartone eccetera). Il compostaggio in quest ottica rappresenta la tecnologia di trattamento del rifiuto organico-umido e si basa sull attività biologica e sul fenomeno dell autoriscaldamento microbico. Il compostaggio è quindi una particolare modalità di trattamento della componente organica del rifiuto solido urbano, che viene trasformata in compost, ovvero in un fertilizzante organico umidificato grazie all azione di batteri e microbi spontaneamente e naturalmente presenti nel rifiuto stesso. Il principale obiettivo processo di compostaggio è l ottenimento di un materiale metastabile, non suscettibile di ulteriori repentine evoluzioni biologiche, e che sia compatibile come ammendante organico in agricoltura. Le ulteriori e principali finalità del compostaggio sono, in sintesi : - l eliminazione di emissioni maleodoranti di una matrice organica putrescibile - la riduzione in peso/ volume della stessa - la disattivazione dei microrganismi patogeni presenti nella biomassa. I materiali trattabili in un impianto di compostaggio sono di varia provenienza, fra le principali fonti possiamo ricordare innanzitutto la frazione organica dei RSU, i fanghi provenienti da depurazione biologica di reflui civili previa miscelazione con materiale di supporto cellulosico (paglia trucioli..) Matrici organiche di origine agricola (scarti, deiezioni) e matrici organiche putrescibili di origine industriale. Ai fini del suo utilizzo in agricoltura sono importanti alcune basilari proprietà di purezza (percentuale di vetri, materie plastiche, materiali ferrosi, sostanza organica, rapporto C/N..) ed alcuni parametri di natura chimica e biologica (arsenico, cadmio, cromo, salmonella..) Il raggiungimento dei valori ottimali è influenzato dalle caratteristiche del rifiuto e dalle fasi componenti del ciclo di trattamento. E da sottolineare nuovamente in ogni caso che i migliori risultati si ottengono operando con rifiuto proveniente da una spinta raccolta differenziata. Devono assolutamente essere evitati nel rifiuto, infatti, materiali quali oggetti di plastica, in metallo o in vetro, vernici e residui di prodotti chimici, pile,mozziconi di sigarette, calcinacci ed oli esausti. La sostanza organica una volta introdotta nell impianto di compostaggio viene quindi decomposta biologicamente attraverso un processo aerobico che si divide in tre stadi principali : - mesofilo - termofilo - di maturazione finale 3

4 Durante tali differenti stadi si attivano specie batteriche distinte, oltre a funghi, e varie forme di batteri (Attinomiceti, protozoi). Il compost derivato risulta essere a fine trattamento ricco di acidi umici, e si potrà paragonare quindi come sostanza all humus del terreno. Su questa base di dati, si può affermare che il compost ha tutte le caratteristiche per essere un buon ammendante per il suolo, ovvero un correttivo chimico della struttura della terra stessa. Esso contribuisce al riequilibrio dello stato vitale del suolo favorendone la capacità di ritenzione idrica e aumentandone la permeabilità. Su una superficie agricola in cui si fa uso di compost come concime fertilizzante si verificano infatti le condizioni idonee per lo sviluppo dei naturali processi microbiologici del terreno, incrementa la disponibilità di sostanze nutritive e si protegge il suolo stesso dall azione erosiva degli agenti atmosferici. Il compost non può essere considerato una alternativa del concime, ma laddove viene fatto uso di tali sostanze organiche ammendanti le quantità di concimi e fertilizzanti sono considerevolmente più basse. In agricoltura intensiva, tipica della pianura, si verifica una notevole perdita di carbonio e quindi il terreno necessita di ammendanti per la sua fertilizzazione. Un primo passo fondamentale : la raccolta differenziata. Il concetto di Riutilizzazione, ed il contributo dei rifiuti urbani Prima di analizzare gli aspetti fondamentali del processo di compostaggio è bene sottolineare l importanza dei concetti di recupero riutilizzo e riciclo, che devono sempre caratterizzare una corretta gestione dei rifiuti. Ad oggi i rifiuti organici differenziati sono infatti costituiti per la maggior parte da scarti organici provenienti dalla raccolta differenziata in ambito urbano, e si calcola che il totale delle biomasse di scarto sottoposte a compostaggio in Italia ammonta a circa tonnellate anno. Tra questi scarti si evidenzia l importanza delle frazioni organiche raccolte in ambito urbano (frazione vegetale da parchi giardini e scarto alimentare da utenze domestiche e collettive). Tali quantità sono andate aumentando negli ultimi anni, in tabella si riportano alcuni numeri indice degli impianti di compostaggio in Italia e delle quantità di rifiuto umido trattate: Impianti di compostaggio in Italia 258 Scarto organico trattato t Scarto organico alimentare differenziato t conferito agli impianti di compostaggio Scarto vegetale (verde) differenziato conferito t agli impianti di compostaggio Quota del rifiuto urbano che va in discarica 51,2% Quota del rifiuto urbano destinata alla 7,6% produzione di compost Potenzialità di trattamento degli impianti di t compostaggio Quantitativi di scarto organico trattati in impianti di compostaggio Stima del compost prodotto t Dimensione media degli impianti di t 4

5 compostaggio (Potenziale) Dimensione reale t Dagli inizi degli anni 90 la raccolta differenziata in ambito urbano ha avuto un incremento significativo attestato dal raggiungimento dei livelli proposti dal decreto n. 22/97. A tali quote di differenziazione ha certamente contribuito in modo determinante la frazione organica che nei RSU è compresa tra il 30 e il 40%. Verde 30% Umido 36% Altro 12% Fanghi 22% Tale quota rappresenta una parte considerevole delle matrici impiegate per la produzione di compost che, solo se proveniente dal trattamento di scarti organici selezionati alla fonte (ovvero, per gli scarti organici di origine urbana da raccolta differenziata)..può essere commercializzato in agricoltura come mezzo tecnico per arricchire di sostanza organica i suoli. Il concetto della riutilizzazione si basa sul principio di considerare rifiuto solido non un insieme di valore nullo ma una risorsa non convenzionale da cui attingere materie alternative a quelle tradizionali per un loro riutilizzo o per ottenere da loro una trasformazione ad altri tipi di prodotti. In quest ottica la riutilizzazione trova la sua giusta collocazione nel più ampio scenario dell uso ottimale delle risorse naturali in quanto ne attenua il prelievo e riduce la quantità di rifiuto da smaltire, inducendo un più contenuto impatto ambientale. Lungi dal presentarsi come una unica panacea, la riutilizzazione quale elemento caratterizzante di un piano di smaltimento dei rifiuti solidi, richiede un approfondito studio del rifiuto in tutti i suoi momenti : dalla produzione all accumulo e conservazione temporanea, dalla modalità di conferimento dei sistemi di raccolta e trasporto. Solo la conoscenza di ciascuna delle suddette fasi e del loro reciproco rapporto potrà evidenziare reali meriti e gli eventuali limiti della riutilizzazione rispetto ad altre tecniche di trattamento. Il concetto di riutilizzo di materiali di scarto è presente nel D.L. del 5 febbraio 1997 n.22 che all articolo 4 recita : Ai fini di una corretta gestione dei rifiuti le autorità competenti favoriscono la riduzione dello smaltimento finale dei rifiuti attraverso: a) Il reimpiego ed il riciclaggio b) Le altre forme di recupero per ottenere materia prima da rifiuti. In sintesi quindi la riutilizzazione mira al recupero dei materiali componenti il rifiuto, mentre il compostaggio e l incenerimento sono processi di trasformazione, di tipo rispettivamente biologico e termico, di una aliquota o di tutto il rifiuto. La discarica controllata, invece, accumula sul terreno il rifiuto misto ed i residui dei precedenti tre sistemi ed è da considerarsi come il punto di arrivo finale della catena di smaltimento dei rifiuti. La sequenza proposta si ispira al sano principio di considerare il rifiuto una fonte potenziale di risorse non convenzionali, assegnando alla discarica controllata un ruolo comprimario nella fase finale dello smaltimento. Pertanto le tecniche citate sovente non sono da porre in alternativa ma si 5

6 coniugano tra loro per concorrere alla formazione di uno schema impiantistico cosiddetto integrato che si può suddividere genericamente nelle varie fasi : - accumulo - conservazione temporanea - conferimento - raccolta - trasporto L insieme di queste operazioni costituisce la cosiddetta gestione dei rifiuti solidi urbani, la cui corretta pianificazione è un capitolo fondamentale di tutti i programmi di prevenzione e di risanamento ambientale. Ne consegue che la risoluzione del problema del trattamento dei R.S.U. va affrontata in un ottica globale che definisca i legami tra i diversi elementi sopra citati, ne quantifichi i gradi di correlazione e prospetti un ventaglio di soluzioni fattibili tra cui operare la scelta ottimale, frutto di un compromesso tra fattori tecnico economici e sociali, ambientali e politici. (Ogni idea progettuale deve sovente confrontarsi con l opposizione della popolazione alla localizzazione dell opera nel proprio territorio.) Sviluppo del processo biologico del compostaggio Fase biologica; i diversi tipi di trattamento biologico. Con il termine trattamento biologico si intende quell insieme di operazioni ed attività a carico di materiali biodegradabili di varia natura che sfruttando le potenzialità degradative dei sistemi biologici consentono una mineralizzazione delle componenti organiche maggiormente degradabili (stabilizzazione della sostanza organica) e l igienizzazione per la pastorizzazione della massa dei rifiuti. Scopo dei trattamenti biologici è quindi : - Raggiungere la stabilizzazione della sostanza organica e la sua perdita di fermentescibilità mediante la mineralizzazione delle componenti organiche più aggredibili, con produzione finale di acqua ed anidride carbonica e loro allontanamento dal sistema biochimico. Un prodotto stabile infatti non produce più metaboliti ad effetto fitotossico né consuma ossigeno sottraendolo alle piante ed alla microflora. - Conseguire la igienizzazione della massa. Ciò consente di debellare i fitopatogeni presenti nei residui vegetali impedendo che il compost ne sia un vettore. - Ridurre il volume e la massa dei materiali trattati al fine di renderne più agevole ed economico il trasporto. Il compostaggio a sua volta può essere finalizzato a differenti processi, riconducibili a tre distinte tipologie : a)compostaggio di qualità: a carico di biomasse di buona qualità, selezionate alla fonte, indirizzato alla produzione di materiali valorizzabili nelle attività agronomiche e commerciabili in coerenza con il decreto L. 748/84 sui fertilizzanti. b)trattamento biologico di bioessicazione o biostabilizzazione a carico di matrici organiche di qualità inferiore (fanghi biologici con presenza relativamente elevata di metalli pesanti, frazioni organiche da separazione meccanica del rifiuto indifferenziato.) 6

7 c)digestione anaerobica in cui la fase di degradazione intensiva viene gestita in ambiente anaerobico allo scopo di conservare l energia biochimica della sostanza organica sotto forma di biogas. La digestione anaerobica può avvenire a carico di matrici organiche di elevata qualità o di materiali di qualità inferiore. La digestione anaerobica richiede generalmente l integrazione con una fase di finissaggio aerobico (una selezione di post compostaggio del digestato che va gestito come un fango) Il processo chimico di compostaggio. Come affermato in precedenza, con il termine compostaggio si indica la biostabilizzazione aerobica in fase solida di matrici organiche putrescibili: è dunque un processo di fermentazione che trasforma gli scarti e residui organici in ammendante del terreno, evitando la fitotossicità del medesimo. Alla base di tale processo di decomposizione biologica ci sono reazioni biossidative esotermiche, promosse da microrganismi aerobi (batteri, attinomiceti, eumiceti), indicati con il termine di biomassa attiva. Quest ultima si nutre per la propria crescita e per la riproduzione proprio del substrato sottoposto a trattamento. L insieme delle trasformazioni aerobiche che avvengono per via biologica può essere rappresentato attraverso la reazione : sostanza organica + O 2 + nutrienti + microorganismi aerobi = sostanza organica residua + CO 2 + H 2 O + NH 3 + calore + nuove cellule In termini stechiometrici, la precedente si esplicita come segue : CaHbOcNd (composizione iniziale substrato) = ncwhxoynz + β CO 2 +γ H 2 O + δ NH 3 N = quantità di sostanza organica residua β, γ,δ, coeff. stechiometrici ricavabili dalla risoluzione del sistema algebrico che per ogni elemento chimico esprime uguaglianza tra i termini a destra e a sinistra della reazione sopra riportata. Inoltre, in aggiunta a tali considerazioni si deve valutare l effettiva trasformazione della sostanza iniziale e l ossidazione dell ammoniaca ad opera di batteri nitrificanti che comporta un incremento del consumo di ossigeno secondo le reazioni NH 3 + 3/2 O 2 HNO 2 + H 2 O HNO 2 + ½ O 2 HNO 3 Il processo di compostaggio viene di solito diviso in una fase attiva nota come high rate oppure Active Composting Time (ACT) caratterizzata da intensi processi di degradazione delle componenti organiche più facilmente aggredibili (raggiungimento della stabilità biologica) ed una fase di cura (curing phase) caratterizzata da processi di trasformazione della sostanza organica in sostanze umiche. E importante ad ogni modo sottolineare la prima, importante, fase del compostaggio, ovvero la stabilizzazione, termine con cui si caratterizza in genere la degradazione delle sostanze più facilmente degradabili. I responsabili di tale processo, come affermato precedentemente, sono i batteri e le popolazioni microbiche presenti nell aria, nel suolo e nei rifiuti stessi. Essi si nutrono del substrato nutritivo costituito dai carboidrati, dai lipidi e dalle proteine che si trovano nelle componenti chimiche del rifiuto. I tre stadi di decomposizione del substrato, mesofilo, termofilo e di maturazione, si susseguono nel tempo a diverse temperature e per opera dei seguenti microrganismi. 7

8 Temperature ( C) Microrganismi psicrofili 0 30 Microrganismi mesofili Microrganismi termofili Stadio mesofilo All inizio la crescita della massa microbica, in cui predominano batteri sia facoltativi sia aerobi, libera anidride carbonica, vapore acqueo e calore, con conseguente aumento della temperatura, che favorisce lo sviluppo dei batteri mesofili, degli attinomiceti e dei funghi, regolato dalla presenza dei protozoi; la produzione di acidi organici determina altresì un abbassamento del ph intorno a 4 5 Stadio termofilo Raggiunta la temperatura di C, la maggior parte dei microrganismi sensibili al calore, che avevano dato inizio al processo biologico, non sopravvive e viene sostituita da un più limitato gruppo di batteri termofili, la cui azione porta ad un ulteriore incremento della temperatura fino a 70 C. L elevata temperatura, l innalzamento del ph fino ad un valore prossimo ad 8, dovuto al rilascio di ammoniaca da parte dei batteri ammonizzanti, la competizione tra specie microbiche, sono tutte condizioni sfavorevoli per lo sviluppo degli organismi patogeni, che muoiono in poche ore, determinandosi così una sorta di processo di autodisinfezione All esaurirsi del substrato disponibile, i batteri termofili rallentano la propria attività, per cui si riduce la produzione di calore ed il compost va via via raffreddandosi; il ph a sua volta si abbassa per la minor produzione di ammoniaca. In quest ultimo stadio è predominante la presenza dei funghi e degli attinomiceti, che si nutrono del cibo residuo e danno inizio alla degradazione dei materiali cellulosici, con formazione di sostanze che vanno a costituire gli acidi umici, caratteristici dell humus. Il compost tende così lentamente a stabilizzarsi in tutta la sua massa, diminuisce l attività microbica con conseguenti ulteriori abbassamenti sia della temperatura, fino a valori prossimi a quelli ambientali, sia del ph, intorno a valori neutri o leggermente basici (stadio di maturazione). L attività microbica diminuisce e la temperatura si abbassa, mentre il ph raggiunge valori neutri o leggermente basici. Parametri di controllo del processo biologico. Le reazioni sopra indicate sono correlate ad alcuni parametri che ne influenzano l andamento, come: l umidità, i nutrienti, l aerazione, la temperatura e il PH. L umidità in particolare gioca un ruolo fondamentale nell attività metabolica dei microorganismi: tenori del 50-55% in peso sono da ritenersi ottimali. Valori superiori al 65% ostacolano la diffusione dell ossigeno all interno della massa in decomposizione, contrastano l attività aerobica dei microorganismi e possono favorire l insorgenza di condizioni anossiche. Di contro già valori prossimi al 40% generano un rallentamento del processo biologico che tende ad arrestarsi attorno al 15% di umidità. 8

9 Poiché il rifiuto sotto compostaggio accusa una forte perdita di acqua sotto forma di vapore (da una umidità del 60% si possono raggiungere valori del 30-35%) va sempre assicurata una umidità sufficiente, intervenendo eventualmente con periodiche irrigazioni soprattutto nei climi secchi e nei periodi estivi. Per quanto riguarda la componente rappresentata dagli elementi nutritivi necessari allo sviluppo dei microorganismi si ricordano soprattutto il carbonio, l azoto, e il fosforo. Le quantità utilizzate sono variabili, ad esempio mediamente viene utilizzata una quantità di azoto ogni 30 parti di carbonio ed è ottimale che il rifiuto inviato al compostaggio abbia un rapporto C/N pari a 30. Per valori superiori a 30 l azoto può essere considerato come agente limitante con conseguente rallentamento della attività metabolica e quindi lunghi tempi di compostaggio, mentre per valori inferiori a 30 si è in presenza di eccesso di azoto, sostanza che se dispersa in aria come ammoniaca può provocare emissioni maleodoranti. Il rapporto C/P deve mantenersi mediamente compreso tra 75/150. Nel caso di carenza di nutrienti (N e P) avviene talvolta che i rifiuti solidi vengano miscelati con fanghi provenienti dalla depurazione stabilizzati e purificati, sempre che questi ultimi non contengano elementi nocivi al terreno o inibitori della decomposizione. C è da considerare inoltre che l aggiunta di fango oltre che aumentare il quantitativo di sostanza organica può aumentare la quantità di umidità del rifiuto. Come noto, il processo di compostaggio è di tipo aerobico e richiede anche un considerevole apporto di ossigeno per il suo sostentamento Il tasso di ossigeno è stabilito da una relazione matematica.. W O2 = ay b*t W O2 = tasso di consumo ossigeno A = 0,07 0,1 Y = B = 0,028 0,031 T = temperatura C Scelta della temperatura La temperatura caratterizza i diversi stadi del processo. Per T = 50 C si determinano le migliori condizioni per conseguire la massima efficienza di trasformazione. A valori superiori a 65 C si ottengono buone condizioni di igienizzazione. In ogni caso per almeno tre giorni il materiale organico deve essere mantenuto a una temperatura di almeno 55 C per adeguata fermentazione. 9

10 In tabella si riporta uno schema riassuntivo del processo di trasformazione aerobico del rifiuto solido urbano: Stadio Durata T[ C] Mesofili microrg./gr) Termofili microrg./gr) Evoluzione specie Rifiuto fresco < 1g ,1 Batteri funghi insetti uova Mesofilo 15 h ,2 Schiusa uova insetti funghi Termofilo (1 56 h Distruzione fase) Termofilo (2 fase) Termofilo finale patogeni 12 g Funghi e batteri termofili 15 g ,5 8 Attinomiceti Distruzione spore patogeni Maturazione 20g Attinomiceti funghi Il ph 10 batteri Il ph delle reazioni varia con la temperatura, nel corso del processo, da valori di 5-7 propri della frazione organica del rifiuto grezzo, scende a circa 4-5 a causa della produzione di acidi organici per poi risalire dopo circa 3 giorni verso Durante tutta la durata del processo fino alla fase terminale di maturazione si manifesta un leggero decremento finale fino a PH 7-8. Un ph più basso di tali valori è indice di carenza di ossigeno ed in tal caso andrà migliorata l aerazione. Umidità Deve essere compresa tra il 45 e il 55% del processo per evitare un rallentamento del processo (u <45%) e dall altro un a difficoltà di trasferimento dell ossigeno per u>55%). Si noti come la miscelazione tra fanghi e rifiuti solidi possa essere regolata su questo parametro nell ambiente del campo ottimale dei valori di umidità, mentre è comune la necessità di prevedere e periodiche irrigazioni soprattutto nei periodi estivi per il compostaggio statico di rifiuti solidi. E da rilevare inoltre che nel caso di sistemi di fermentazione accelerata, l umidità della miscela può essere anche superiore. Solidi volatili Il tenore di solidi volatili presenti nella massa in fermentazione può fornire comunque utili informazioni sul suo svolgimento pur non rappresentando in sé un parametro di regolazione del processo. Valutazione del grado di stabilizzazione. Ai fini di un reale dimensionamento delle superfici richieste, di una efficace articolazione dell impianto e di una corretta conduzione, è di rilevante importanza poter valutare con sufficiente e e

11 precisione il grado di stabilizzazione del compost. Un approccio empirico, largamente indicativo porta ad affermare che un compost è maturo quando può essere stoccato per lunghi periodi in cumuli di grandi dimensioni senza provocare esalazioni maleodoranti anche dopo essere stato inumidito. Criteri per la valutazione del grado di stabilizzazione : Il criterio maggiormente usato per la valutazione del grado di stabilizzazione è il cosiddetto testi di Niese o di Autoriscaldamento : secondo tale test, qualora il campione posto in opportuni contenitori in ambiente termostato non raggiunga T>30 C dopo un dato intervallo di tempo, il compost è da considerarsi maturo. Un altro test importante è il test del Contenuto residuo di sostanza organica : la sostanza organica degradabile (Sod) presente nel campione può essere rapidamente misurata mediante ossidazione con una soluzione di bicromato di potassio, (K 2 Cr 2 O 7 ) in presenza di acido solforico, titolando il residuo di ossidante con un solfato ammonico ferroso (FeSo 4 (NH 4 )2SO 4 *6H 2 O : La formula per la Sod è la seguente : Sod = kdn(1-t/s) In cui : D = quantità di bicromato aggiunta al campione N = normalità della soluzione K 2 Cr 2 O 7 T = quantità di solfato ammonico ferroso impiegato in titolazione, soluzione 0,5 N S = idem campione di controllo K = costante = 1,35 Quando l Sod risulta inferire al 35% del valore iniziale il compost può essere ritenuto sufficientemente maturo. Riferimenti normativi per il compost : Tra i riferimenti normativi per il compost si ricorda in particolare il Decreto legislativo del 5 febbraio 1997, n. 22 (e successive modifiche) in materia di rifiuti e normativa tecnica del D.Lgs. 22/97. (in particolare D.M. del 5 febbraio 1998 : individuazione dei rifiuti non pericolosi sottoposti alle procedure semplificate di recupero ai sensi degli art. 31 e 33 del D.Lgs. 22/97). Importante anche la Normativa in materia di fertilizzanti, L. 748/84 e successive modifiche e integrazioni, in particolare, dal D.M. 27 marzo 1998, modificazione Allegato 1C della legge 19 ottobre 1994 recante le norme per la disciplina dei fertilizzanti. Secondo tali norme, in sintesi, Il compost si ottiene per definizione da una miscela opportuna di materiali umidi (Rapporto C/N basso), da uno strutturante, da materiali secchi (C/N alto) e da una miscela ottimale di materiali freschi. I Valori ottimali dei parametri sono stati riportati in opportune tabelle di riferimento: C/N Umidità % ph Densità (Kg/m3) Valori idonei <650 Valori consigliati <650 11

12 Compostaggio di altri substrati Ogni tipo di sostanza organica biodegradabile può essere trasformata in compost, posto che siano rispettate alcune condizioni di base relative a : - equilibrio di composizione - umidità della massa - presenza di idonee popolazioni batteriche - concentrazione della sostanza organica E pertanto possibile ottenere compost dalle deiezioni di animali, dai fanghi di depurazione, da alcuni residui dell industria alimentare, che richiedono però equilibrate composizioni e la miscelazione con cariche povere di nutrienti e di umidità ma portatrici di carbonio (paglia, segatura, trucioli di legno, residui di operazioni di giardinaggio..) Il prodotto finale in questo caso è migliore di quello ottenuto dai RSU, in quanto non si ha presenza di vetri plastiche ed il compost si presenta più fine ed omogeneo. Non si rendono inoltre necessarie operazioni di nobilitazione e raffinazione e non si ha il problema dello smaltimento dei sovvalli, e non vanno però trascurati altri aspetti che possono avere ripercussioni notevoli sul successo di un operazione di questo tipo: a) la consistenza dei fanghi e delle deiezioni di animali è piuttosto bassa e possono presentarsi problemi di miscelazione con le cariche e l impaccamento b) si richiedono ingenti quantità di carica carboniosa e ciò incide sui costi di esercizio c) i fanghi di depurazione possono presentare altri problemi: la presenza di condizionanti chimici di disidratazione e la presenza di metalli. L impiego di fanghi di origine domestica disidratati in letti di essicamento risolverebbe praticamente questi problemi, ma tale eventualità è sempre più rara. Va infine considerata per quanto attiene al compostaggio dei fanghi di depurazione, la possibilità di scelta tra operare con fanghi stabilizzati, disidratati e non e con fanghi stabilizzati. L impiego di fanghi non stabilizzati consentirebbe un notevole risparmio da parte del servizio depurazioni liquami e apporterebbe al compost un maggiore quantitativo di nutrienti. Una tale soluzione richiederebbe una maggiore quantità di energia per il processo di compostaggio e si perderebbe la possibilità di recuperare metano dalla digestione anaerobica a monte del compostaggio. La scelta deve avvenire caso per caso valutando con cura i singoli aspetti e la loro incidenza in termini economici. 12

13 Tipologie di prodotto ottenibili : Ammendante compostato misto Prodotto ottenuto attraverso un processo di trasformazione e stabilizzazione controllato di rifiuti organici che possono essere costituiti dalla frazione organica degli RSU proveniente da raccolta differenziata, da rifiuti di origine animale compresi liquami zootecnici, da rifiuti di attività agroindustriale e da lavorazione del legno e del tessile naturale non trattati, da reflui e fanghi nonché dalle matrici previste per l Ammendante Compostato Verde. Ammendante Compostato Verde Prodotto attraverso un processo di trasformazione e stabilizzazione controllato di rifiuti organici costituiti da scarti della manutenzione del verde ornamentale, residui delle colture, altri rifiuti di origine vegetale con esclusione di alghe e altre piante marine. Tipologie di materiale prodotto Compost di qualità 1 : ammendante organico corrispondente agli standard di cui alla 1.748/84 Compost fresco : come sopra ma da solo trattamento ACT Compost di qualità 2 (Compost grigio) : materiale ottenuto da matrici organiche a grado di contaminazione relativamente elevato (Es. umido da separazione meccanica di RSU indifferenziati) FOS: materiale ottenuto da bioconversione aerobica dei RSU indifferenziato, collocabile in discarica, nel corpo come nel capping. Tipologie Cd Cr Tot Ni Pb Cu Hg Zn Fitofox Irdp Compost <1 <70 <50 <100 <100 <1 <300 Idoneo <1000 fresco Compost <1.5 <150 <100 <140 <150 <1.5 <500 Idoneo <500 di qualità Compost di qualità, Idoneo <500 uso non agricolo Compost di qualità bassa <4 <300 <150 <300 <400 >5 > <

14 Processo, tecnologie ed aspetti gestionali. Metodologie di compostaggio. In sintesi, il processo di compostaggio si può riassumere nelle seguenti fasi : a. Sezione di separazione del materiale b. Sezione destinata al ricevimento e stoccaggio iniziale dei materiali, preventivamente selezionati ed eventualmente triturati per la formazione del substrato ad avviare il compostaggio. c. Sezione di triturazione e omogeneinizzazione del materiale d. Sezione di biossidazione e. Sezione di maturazione f. Sezione di raffinazione e stoccaggio finale dei prodotti pronti per il riutilizzo. Graficamente, si riporta qui sotto un grafico del processo. Come si può intuire dagli schemi, oltre alla fase biologica, il metodo prevede quindi una serie di trattamenti meccanici atti a separare dal flusso principale i materiali inadatti o dannosi al prodotto finale, ad omogeneizzare i rifiuti grezzi e a raffinare il prodotto finito. Le principali Fasi meccaniche descrizione Le tecniche di compostaggio sono molteplici e si basano su diversi principi (A fermentazione naturale o forzata, a sistemi aperti o chiusi). Quindi come primo passo si tratta di scegliere se usare impianti a reattori biologici o a fermentazione naturale, se i rivoltamenti devono essere continui o periodici e se adottare sistemi all aperto o al chiuso. Nel caso di compostaggio al coperto, o di fermentazione forzata ( e non naturale), si dovrà anche scegliere quindi il tipo di reattore biologico, di cui si riportano qui di seguito alcuni esempi : 1) Reattori a cilindri rotanti : sono cilindri disposti orizzontalmente e sistemati su ingranaggi che ne consentono un lento movimento rotatorio. Il substrato viene alimentato con una tramoggia sistemata ad una estremità del cilindro. La matrice organica viene miscelata e spinta nel cilindro e viene scaricata dalla parte opposta a quella del carico. I cilindri sono lunghi 3 metri e hanno diametri di circa 35 cm. L aria è alimentata dall estremità di scarico e si muove in direzione opposta al substrato. All interno del reattore si raggiungono temperature di circa 55 C. 14

15 2) I silos sono reattori verticali, cilindrici, completamente chiusi. L aerazione è attuata per mezzo di un sistema di diffusori posti sul fondo del silo. L aria passa così attraverso tutto il profilo del materiale in compostaggio. Una volta che raggiunge il culmine del silos viene convogliata in un filtro per l abbattimento degli odori. A fronte di una considerevole velocità di compostaggio e di automazione del processo si possono avere i seguenti inconvenienti : condensa di vapore lungo le pareti fredde del reattore, difficoltà dell aria di fuoriuscire, rischio di un eccessivo compattamento della biomassa. 3) Le trincee dinamiche aerate, o reattori a letti agitati combinano l aerazione con il rivoltamento. Il compostaggio avviene in vasche o corsie (trincee). Sul cavallo di ogni corsia, in un binario, corre la macchina rivoltatrice con funzioni di miscelazione e omogeinizzazione. La matrice viene aerata costantemente da un sistema di canalette connesse a dei soffianti. Questo sistema è molto efficiente per biomasse ad elevato contenuto di umidità. 4) I reattori a container e a biocelle sono costituiti dal seguente ciclo di lavoro : - Ricezione del rifiuto da stabilizzare e del materiale strutturante: il rifiuto portato dai camion della raccolta stradale, viene scaricato su apposita piattaforma - Miscelazione rifiuto/strutturante: i materiali vengono miscelati attraverso un trito miscelatore preventivamente al loro inserimento nei digestori. E una fase molto importante per un corretto processo di compostaggio in quanto serve a ottenere un materiale con la giusta composizione e porosità, caratteristiche che favoriscono l ossigenazione completa e omogenea della massa e la migliore ossidazione delle sostanze organiche. - Carico delle biocelle : per mezzo di una pala gommata vengono riempite con la miscela anzitempo preparata. - Bioossidazione accelerata : nel caso delle biocelle in cemento l operazione di avvio è più agevole poiché la linea di processo è costituita da dispositivi fissi, facenti parte della medesima struttura delle singole biocelle, rendendo quindi solo necessario l inserimento delle sonde. A seguito di ciò, il processo viene avviato e gestito totalmente in maniera automatica da un computer centrale che rileva costantemente i diversi parametri di processo e ne determina le opportune regolazioni. - Scarico delle biocelle e trasferimento della miscela alla zona di maturazione : i reattori vengono disconnessi dalla rete, svuotate e il materiale contenuto viene trasferito presso una apposita area per consentirne il completamento della fase di maturazione, - Raffinazione : è una fase di lavoro facoltativa e richiesta per migliorare le caratteristiche del prodotto Complessivamente un impianto di compostaggio realizzato con reattori mobili o fissi richiede una superficie variabile in funzione della capacità di trattamento richiesta all impianto e sono generalmente previsti i seguenti siti e strutture : - area di stoccaggio del materiale strutturante - area di ricezione del rifiuto - area di maturazione - area di raffinazione del prodotto maturo - area di stoccaggio del prodotto finito - area libera per la viabilità interna - ufficio gestione e amministrazione impianto - dispositivo di pesatura automezzi entrata uscita - rete di raccolta percolati - acque piovane e rete idrica 15

16 - Rete di aerazione forzata - Biofiltri La fermentazione naturale è invece il sistema di più antica applicazione per la produzione di compost alle piccole potenzialità. Con tale sistema il materiale compostabile viene sistemato in cumuli sulle aie di maturazione ove, in termini di tempo, rimarrà per almeno tre mesi. L aerazione è ottenuta mediante successivi rivoltamenti del materiale. Quando dopo l ultimo rivoltamento non si verificano aumenti di temperatura, si può ritenere che la maturazione del prodotto sia completa. Per quanto riguarda il numero dei rivoltamenti, si ritengono necessari da 5 a 8 rivoltamenti nel corso del processo, qualora l umidità della massa sia del 50% circa. La geometria dei cumuli dipende invece da fattori climatici locali, dalla disponibilità di spazio e dalle tecniche di rivoltamento. In particolare, in climi umidi si realizzano cumuli a sezione rettangolare, per facilitare un rapido ruscellamento delle acque meteoriche. Lo strato superficiale dei cumuli (circa 10 cm di spessore) assume in breve tempo una certa impermeabilità riducendo il dilavamento dei nutrienti e garantisce una certa coibentazione. L altezza dei cumuli è determinata dalla pezzatura del materiale e dalla sua porosità : usualmente i cumuli hanno una larghezza alla base variabile tra i 3 ed i 5 metri ed una altezza non superiore ai 2,5 metri.. Questo metodo non richiede né impegno di particolari accorgimenti realizzativi né di particolari macchinari. (solamente per l operazione di rivoltamento di solito si ricorre a una pala gommata, o ad apposite macchine automatiche). E necessaria la costruzione però di una rete fognaria per lo smaltimento delle acque di dilavamento. Sistemi aperti I sistemi aperti si suddividono in sistemi a cumuli rivoltati e a cumuli statici. Il sistema a cumuli rivoltati assomiglia molto al sistema del rifiuto solido grezzo descritto in precedenza. Il rifiuto viene sistemato in cumuli la cui geometria dipende dal tipo di macchinario impiegato per il loro trattamento. In caso si ricorra a pala meccanica, i cumuli in genere non superano i 2 2,5 metri sono larghi circa 3 metri a sezione trapezia e spigoli arrotondati. La pala meccanica comporta una bassa efficienza ai fini di un completo rimescolamento del materiale e della sua aerazione, con emissione di cattivi odori e lunghi tempi di maturazione. Negli impianti di dimensioni maggiori si trovano invece macchine rivoltatrici automatiche di cui vi è ampia disponibilità di modelli sul mercato che differiscono tra loro per le modalità di disfacimento e rifacimento dei cumuli che possono raggiungere i metri di altezza. Durante il loro avanzamento, queste macchine possono sistemare il materiale sollevato ricostruendo un cumulo parallelo a quello originario. I rifiuti vengono investiti longitudinalmente dalla macchina, dotata nella parte anteriore di una larga spirale fissa con funzione di rottura del cumulo e di una doppia vite di archimede che permette il convogliamento del rifiuto ai piedi di un elevatore a tazze posto al centro dell apparecchio. L elevatore alimenta un nastro trasportatore orientabile inclinato che fa ricadere il materiale da una altezza di 3,5-4 metri in modo da garantire intensa aerazione e una forte omogeinizzazione. Una macchina di questo tipo può avanzare con velocità dai 16 agli 80 cm al minuto riuscendo a manipolare ingenti quantità di rifiuto. 16

17 Per assicurare una efficace aerazione dei cumuli oltre che i metodi di rivoltamento è necessario determinare la loro frequenza funzione delle caratteristiche del rifiuto del suo contenuto di umidità dello stadio raggiunto dal processo di compostaggio, delle condizioni climatiche. Si può provvedere ad aspersione di acqua sul rifiuto in modo da garantire il 45-55% di umidità per compensare alle perdite dovute a evaporazione. Tettoie e protezioni in luoghi esposti ad eccessiva insolazione possono evitare il rapido essicamento che ostacola l attività dei microorganismi. Nel sistema a cumuli rivoltati i rivoltamenti avvengono al terzo al quinto ed al decimo giorno, successivamente si continua con un rivoltamento a settimana fino al completamento del processo previsto in circa 40 giorni. Il sistema a cumuli statici prevede un aerazione forzata del cumulo definito statico in quanto non soggetto a periodici rivoltamenti. La sistemazione del rifiuto in cumuli avviene su aie dotate di cunicoli in cui sono alloggiate le tubazioni forate di convogliamento dell aria che, per azione di un elettrosoffiante, può essere insufflata o aspirata. Per contenere le emissioni di polveri e di cattivi odori e controllare gli effetti dell insolazione, il cumulo viene ricoperto con uno strato di compost maturo di circa 30 cm. Un funzionamento alternato del sistema può essere conveniente e consiste in una aspirazione nei primi giorni quando il processo di trasformazione è più accelerato, con un passaggio di gas attraverso un piccolo cumulo di compost maturo che funge da filtro; una successiva insufflazione avviene invertendo l azione della soffiante nella fase di minore attività microbica. Un timer e un pc possono essere utilizzati per tenere monitorata la temperatura, che può essere regolata mediante immissione di aria. Al fine di proteggere la rete di distribuzione dell aria è preferibile impiegare attrezzature automatiche, come i nastri trasportatori per la messa a parco del rifiuto e la ripresa del compost. Il sistema a cumuli statici ben si presta per il compostaggio di rifiuti omogenei a sufficiente porosità nei quali l aria si diffonde in modo uniforme. I rifiuti eterogenei viceversa tendono a compattarsi e sono di ostacolo al passaggio dell aria che tende a seguire percorsi preferenziali a minore resistenza e non investe tutta la massa con formazione di zone anaerobiche all interno. Può essere previsto un recupero del calore dell aria aspirata previo passaggio attraverso uno scambiatore per finalità diverse quali ad esempio il riscaldamento dei locali a servizio dell impianto. Sistemi chiusi I sistemi chiusi comportano il trattamento del rifiuto in contenitori denominati digestori o biostabilizzatori, in cui il rifiuto permane per un tempo non superiore a qualche giorno. Variando alcuni parametri del trattamento quali portata d aria, temperatura e umidità, il materiale di scarto viene costretto a una rapida trasformazione. Ciò che viene estratto dai digestori se ha percorso i primi stadi del compostaggio, ha raggiunto in tutti i suoi punti temperature tali da garantire la sicurezza da un punto di vista igienico, ma non si presenta stabile e deve essere trasferito su apposite aie per la completa maturazione. Ai sistemi chiusi fanno capo un elevato numero di soluzioni impiantistiche, sovente coperte da brevetti e non di rado con varianti tecnologiche tra loro poco significative. I modelli più rappresentativi possono essere classificati in due sottocategorie : i digestori con flusso orizzontale e i digestori con flusso verticale, o torri di digestione. I digestori con flusso orizzontale si differenziano a loro volta in mobili e fissi e presentano modalità diverse di avanzamento e mescolamento del rifiuto. Tra i digestori mobili con flusso orizzontale rientrano i già citati tamburi rotanti con funzione meccanica e biologica e con vagliatura del rifiuto nella parte terminale perforata dal tamburo. I digestori fissi con flusso orizzontale adottano in genere i sistemi a spinta, con avanzamento del materiale per mezzo di un pistone idraulico. Il sistema a letto agitato in forma rettangolare, prevede apposite macchine rivoltatrici che rimescolano il materiale in loco o lo spostano nella corsia 17

18 adiacente, mentre il sistema a letto agitato in forma circolare prevede un mescolamento agitato da coclee montate su un carroponte girevole. Pretrattamenti meccanici del materiale da destinare al compostaggio L impianto di compostaggio prevede, oltre che ad una fase biologica principale, una serie di processi di natura prevalentemente fisico-meccanica, mirati a separare i materiali non soggetti a bioconversione, a migliorare la qualità del prodotto finale e la bioconversione stessa. Il compost ottenuto può successivamente essere commercializzato, in quantità variabile in base alla sua convenienza economica, alla vastità di territorio adibito ad agricoltura, alla legislazione vigente. I principali pretrattamenti per il composti in ingresso sono : - la ricezione dei rifiuti grezzi : i rifiuti vengono stoccati in fosse di accumulo chiuse e mantenute in depressione per evitare fuori uscite di materiali maleodoranti. - cernita : si fa una prima vagliatura grossolana per eliminare i rifiuti ingombranti indesiderati (imballaggi elettrodomestici, )e con questa operazione si scarta circa il 15-20% dei rifiuti originali. A valle delle fosse ci possono poi essere previsti dei macchinari per l apertura dei sacchetti rimasti. - triturazione : questa operazione serve per omogeneizzare il rifiuto che subisce anche una diminuzione delle dimensioni. La triturazione non deve essere particolarmente spinta altrimenti si rischia di inquinare troppo il prodotto finale con metalli ed inerti. I trituratori più comuni sono a martelli a coltelli rotanti oppure a sfere o a mulini a vite. 18

19 Trituratore a martelli : è costituito da rotori ad alta velocità (1500 giri / minuto) su cui sono imperniati i martelli, organi di taglio. Mulino a vite - vagliatura : questa operazione serve per separare il materiale idoneo per essere trattato tramite compostaggio e per uniformare la pezzatura dei materiali.. Anche questa operazione crea uno scarto di circa il 15-20%. I vagli per separare il materiale idoneo sfruttano diversi principi fisici che portano alla costruzione dei seguenti modelli : vaglio rotante, vaglio vibrante, vaglio flip flop.. 19

20 Vaglio flip-flop Vaglio a stella - deferrizzazione : con questo processo si eliminano tutti i metalli con proprietà magnetiche. Lo strumento utilizzato in questo caso è un separatore elettromagnetico. 20

21 - miscelazione : in alcuni casi la carica batterica contenuta nel rifiuto non è sufficiente per la stabilizzazione del materiale e per eliminare questo rifiuto si miscelano i rifiuti con fanghi biologici o con cariche ausiliarie per ottimizzare il rapporto C/N. - separazione della plastica : per separare la plastica se ne sfrutta la leggerezza. In pratica, si sottopone il materiale ad un flusso d aria che asporta i suoi componenti leggeri sfruttando le differenti densità oppure le differenti velocità terminali. Tale operazione è influenzata da portata, umidità e composizione dei rifiuti e dalla portata d aria che può essere costante oppure pulsante. - raffinazione secondaria : tale operazione si svolge di solito a valle del processo, ma è possibile che in alcuni casi si faccia ricorso ad un processo di preraffinazione consistente in una triturazione secondaria atta a ridurre ulteriormente la pezzatura e a polverizzare gli inerti residui. Tale scelta viene limitata agli impianti di dotati di fase biologica accelerata e si ricorda comunque che un prodotto finale troppo fine è di difficile utilizzazione. Una volta trattato il rifiuto è pronto per il compostaggio vero e proprio. Da un punto di vista operativo l impianto deve contenere un areazione adeguata allo scopo di : - assicurare l apporto di ossigeno - tenere sotto controllo la temperatura - eliminare il vapore prodotto - allontanare gli altri gas presenti La fase di aerazione. L aerazione può avvenire per insufflazione forzata dell aria. E necessario innanzitutto un rivoltamento periodico del materiale per migliorare ed uniformare il suo contatto con l aria e con l esterno. Un rivoltamento periodico comporta una omogeinizzazione del materiale, un migliore contatto con l aria di ossidazione, in modo che siano garantite le condizioni di metabolismo aerobico e il controllo termometrico del processo. Un impianto di compostaggio ben aerato 21

22 comporta ovviamente anche un rischio di elevate emissioni gassose maleodoranti, e quindi per una corretta gestione dell impatto ambientale di un impianto di questo tipo è necessario servirsi di appositi biofiltri per la depurazione delle emissioni. Il biofiltro (in foto) è un mezzo poroso biologicamente attivo, riempito con materiali quali : cortecce legno triturato, compost maturo e torba ed è caratterizzato da un elevato grado di rimozione di sostanze inquinanti o maleodoranti. Altri metodi di depurazione efficaci sono : a)l assorbimento su carbone attivo b)la combustione termica c)l assorbimento con soluzioni chimiche d)i metodi biologici (biolavaggio e biofiltrazione) I costi di investimento per le operazioni di trattamento delle emissioni comportano nel tempo basse spese di manutenzione di smaltimento delle scorie e fanno sì ci sia un corretto rapporto prestazioni/prezzo. Compostaggio da rifiuto solido grezzo o da miscelazione con fanghi di aerazione. Compostaggio da rifiuto solido grezzo Il più antico e semplice sistema di compostaggio applicabile al giorno d oggi solo nei paesi in via di sviluppo e per piccole comunità prevalentemente agricole prevede la sistemazione del rifiuto tal quale, (a meno di separazioni dalle componenti metalliche ferrose ed ingombranti) in cumuli o trincee. I cumuli vengono formati con mezzi meccanici o manualmente, vengono predisposti a sezione trapezoidale (larghezza alla base 3-4 m. altezza 2m e lunghezza variabile). Le trincee di altezza pari a circa 1,5 m lunghezza variabile sono colmate di rifiuto fino a 30 cm al di sopra del piano di campagna. L area in cui avviene il processi di compostaggio viene attrezzata poi con tubazioni per il drenaggio delle acque di dilavamento e del percolato sia per consentire all aria più calda rispetto al temperatura esterna, di attraversare per convezione la massa di rifiuti in trasformazione. I rifiuti vanno poi protetti con una tettoia per evitare che la massa venga inzuppata dalla pioggia o essicata dal sole. Il rifiuto è successivamente soggetto ad una intensa attività microbica, fortemente condizionata dalla presenza di ossigeno libero, la cui fonte è costituita principalmente dall aria racchiusa negli interstizi e in misura più ridotta, dalla diffusione dell aria esterna all interno della massa. Questa riserva d aria sostiene il processo anaerobico per tre giorni trascorsi i quali il tenore di CO 2 raggiunge valori del 30% che ostacolano il buon andamento del processo stesso. Per stimolare l attività biologica si provvede a periodici rivoltamenti che rinnovano la disponibilità di ossigeno atmosferico attraverso la formazione di nuovi interstizi, eliminando la CO 2 in eccesso. Il rifiuto viene al contempo esposto ad effetti ossidativi aggiuntivi e si favorisce il processi di 22

23 autodisinfezione in quanto disfacendo e ricostruendo il mucchio, le parti esterne più fredde vanno a costituire il nucleo interno più caldo. Il rivoltamento del rifiuto provoca lo sfregamento tra le sue parti ed il distacco dalla loro superficie dei prodotti del metabolismo dei microorganismi che possono così svolgere la propria azione su materiale fresco e raggiungere un più elevato tasso di decomposizione. Il rivoltamento può essere fatto con l ausilio di una pala gommata o a mano. Il numero di rivoltamenti è funzione delle caratteristiche del rifiuto della sua umidità e della sua pezzatura e delle condizioni climatiche. Un primo rivoltamento va fatto il terzo giorno quando la temperatura interna ha raggiunto i 60 C, un secondo in corrispondenza del quinto giorno durante la fase termofila e un terzo tra il nono e il decimo giorno quanto la termofila ha raggiunto i massimi valori di temperatura. In tal modo esponendo ad alte temperature tutte le parti del rifiuto vengono uccise le larve delle uova dei germi e dei parassiti. Successivi rivoltamenti vanno eseguiti ad intervalli di 3 settimane fino al termine del processo che ha una durata complessiva di circa 3 mesi. Per determinare le date dei rivoltamenti si fa riferimento a un quoziente di respirazione Qr pari al rapporto di concentrazione di ossigeno sotto forma di CO 2 presente negli effluenti gassosi della massa in trasformazione e la concentrazione di ossigeno presente nella corrente d aria della massa stessa. Qr = O( CO 2 )/ O (aria) Se tale rapporto è unitario, tutto l ossigeno influente viene utilizzato per ossidare il carbonio. Per valori maggiori di uno, solo una parte della CO 2 è dovuta all ossigeno influente, il che è indicativo di un processo anaerobico in atto con conseguente necessità di provvedere al rivoltamento. Per Qr < 1 vi è disponibilità di ossigeno in misura maggiore di quanto necessario per ossidare il carbonio ed il processo è di tipo aerobico. Pretrattamento del rifiuto solido grezzo Si è detto in precedenza che prima di procedere al compostaggio vero e proprio il rifiuto grezzo può essere sottoposto a una cernita manuale o meccanica, per una riduzione delle dimensioni del rifiuto e una sua separazione della componente organica dal resto. Attraverso la riduzione della pezzatura del rifiuto aumenta il rapporto superficie/volume e ciò favorisce nettamente l attività dei microorganismi presenti. Uno sminuzzamento troppo spinto rischia tuttavia di ridurre la porosità del miscuglio e di ostacolare la circolazione dell aria, con formazione di corridoi preferenziali, di sacche di gas e di una formazione di fasi anaerobiche di decomposizione del rifiuto. Di norma la pezzatura si dovrebbe mantenere entro i 5-10cm. rinviando a una eventuale seconda frantumazione (a valle del processo) il raggiungimento dei diametri più piccoli per ottenere un prodotto finale più omogeneo. Riduzione delle dimensioni. Le apparecchiature impiegate per queste operazioni sono i trituratori ad azione meccanica ed i tamburi rotanti, a bassa o alta velocità. I tamburi rotanti possono a loro volta dividersi in base al tempo di permanenza del rifiuto in essi(i tempi di permanenza sono dell ordine delle decine di ore o dei giorni). Nel primo caso (tempi di permanenza di 10 ore) lo sminuzzamento e la riduzione di volume sono ancora di tipo meccanico e sono dovuti al mutuo sfregamento del rifiuto con le sue componenti più dure e pesanti che determinano una sorta di autoabrasione agevolata da deflettori che sollevano e fanno ricadere la massa del rifiuto sottoponendola a continuo effetto di macinazione e omogeinizzazione. Nel secondo caso, per tempi di permanenza di qualche giorno, oltre alle azioni citate si osservano gli effetti dell attività microbica sulla componente organica più facilmente biodegradabile, favorendone il distacco da materiali inerti. Se il tempo di permanenza non è inferiore ai 2-3 giorni la temperatura raggiunge i C, riducendo la consistenza dei materiali 23