Progetto definitivo Elaborato P100 Relazione sul processo

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2 1. DESCRIZIONE SINTETICA DELL IMPIANTO Dati dimensionali dell impianto Stima della composizione dei rifiuti residuali non intercettati dalle raccolte differenziate nello scenario di piano definito ottimizzato Output dell impianto Sintesi dati di progetto LINEA DI TRATTAMENTO RIFIUTI INDIFFERENZIATI A VALLE DELLA RACCOLTA DIFFERENZIATA Trattamento meccanico Pesatura mezzi Locale Avanfossa Locale Fossa ricezione rifiuti Carriponte con benna elettroidraulica Tramogge con alimentatori linee di trattamento Vagliatura primaria Cabine di selezione manuale Trattamento sopravaglio Trattamento del sottovaglio Pre triturazione grossolana By pass triturazione Vagliatura secondaria Frazione secca di sopravaglio Separatore balistico Separatori ottici 2D Classificatore aeraulico su frazione residua 2D Triturazione fine del materiale da inviare a estrusione Separatori ottici 3D Presse imballatrici Presse frazione destinata ad estrusione e scarti Box stoccaggio emergenza Containers raccolta ferrosi /49

3 Trasportatori LINEA DI TRATTAMENTO BIOLOGICO Digestione anaerobica Cogeneratore endotermico Stabilizzazione Aerobica del digestato Raffinazione compost fuori specifica Rifiuti ingombranti DESCRIZIONE DEI PRESIDI AMBIENTALI Controllo emissioni interne ai fabbricati di lavorazione Controllo emissioni esterne ai fabbricati di lavorazione Gestione percolati da processo CENNI RELATIVI AI PRINCIPALI SISTEMI DI SICUREZZA E DI PROTEZIONE IMPIANTO DI CONDIZIONAMENTO, RISCALDAMENTO E VENTILAZIONE /49

4 1. DESCRIZIONE SINTETICA DELL IMPIANTO Come anticipato nella relazione tecnica generale l impianto è stato progettato per recuperare la massima quantità possibile di materia, con l obiettivo di ridurre fortemente l uso della discarica e collocare sul mercato i materiali recuperati. Una frazione di materiale non direttamente recuperabile sarà inviata a valorizzazione presso impianti di estrusione di proprietà di terzi. Verrà inoltre recuperata energia attraverso la valorizzazione di una parte delle sostanze volatili contenute nei rifiuti organici, con produzione di un modesto quantitativo di energia elettrica (circa 450 kw) e termica, comportando così un migliore bilancio energetico ed ambientale del sistema. L impianto oggetto della presente relazione consta di due sezioni di trattamento: Trattamento meccanico del rifiuto indifferenziato che prevede la triturazione, separazione dimensionale, separazione magnetica, separazioni per tipologia e composizione del rifiuto; Trattamento biologico del sottovaglio proveniente dal Rifiuto Indifferenziato che prevede una fase di digestione anaerobica della frazione umida con estrazione di biogas e successiva stabilizzazione aerobica della frazione umida. Dalla combustione del biogas prodotto verrà prodotta energia elettrica ed energia termica. 1.1 Dati dimensionali dell impianto L impianto in progetto viene dimensionato per uno scenario denominato a regime che prevede i seguenti dati di input:: 87'000 t/a di Rifiuti Indifferenziati a valle della raccolta differenziata in ingresso, con potenzialità di progetto ai fini dello sviluppo progettuale pari a t/a; 12'000 t/a di rifiuto ingombrante in ingresso; 10'000 t/a di rifiuto lignocellulosico in ingresso; impianto funzionante su due turni di 6 h per 310 giorni all anno. Tali dati corrispondono a quanto definito dalla provincia di Reggio Emilia con nota protocollo 2013/46957 del 6/9/2013, a seguito della definizione di una proiezione dei flussi previsti dal Piano di Ambito nella sua fase di regime, definita ottimizzata, che prevede l innalzamento della RD fino a valori del 78%. A tali dati di input corrispondono i seguenti elaborati grafici: tav.p7a: Bilancio di massa nello scenario a regime ; tav.p7: Diagramma di flusso quantificato tav. P8: Bilancio di energia, tav. P9: Bilancio idrico 3/49

5 In via cautelativa, sempre in accordo con l Amministrazione Provinciale, si è tenuto conto anche di uno scenario denominato transitorio, in cui si considera il funzionamento dell impianto con flussi in ingresso aumentati del 20% (105'000 t/a di rifiuti indifferenziati a valle della raccolta differenziata in ingresso), al fine di garantire il servizio di trattamento anche in un eventuale fase, appunto transitoria, che potrebbe prolungarsi oltre il 2015, in attesa del raggiungimento degli obiettivi di RD fissati dalla proiezione dei flussi cosiddetta ottimizzata. Il quantitativo dei rifiuti ingombranti in ingresso all impianto rimane invece costante nei due scenari. Il raggiungimento di questi obiettivi di trattamento non richiede in realtà un sovradimensionamento impiantistico, ma potrà essere risolto con un numero maggiore di ore di lavoro per la parte TM e con un moderato aumento dell altezza dei cumuli nella parte di DA e Biostabilizzazione, cumuli che verranno comunque sempre mantenuti entro le altezze massime previste dalla BAT di riferimento. Ricapitolando, per lo scenario denominato transitorio si prevedono i seguenti dati di input:: 105'000 t/a di rifiuti indifferenziati in ingresso; 12'000 t/a di rifiuto ingombrante in ingresso; 10'000 t/a di rifiuto lignocellulosico in ingresso; impianto funzionante su due turni di 6h, più circa un mezzo turno aggiuntivo per 310 giorni all anno. A tali dati di input corrisponde l elaborato grafico: tav.p7b: Bilancio di massa nello scenario transitorio ; Dal punto di vista dell impatto sulle matrici ambientali, relativamente alla possibilità di trattare in transitorio un flusso di materiale in ingresso superiore del 20% rispetto allo scenario a regime, si osserva quanto segue: i biofiltri sono dimensionati sulla base della superficie dei locali in aspirazione, superficie che non viene modificata nei due scenari; lo studio di impatto sulla componente atmosferica considera cautelativamente un funzionamento in continuo di tutti gli impianti di aspirazione, nonostante gli impianti corrispondenti al biofiltro 1 e 2, ovvero relativi alle parti non odorigene dell impianto funzioneranno solo durante l orario di attività dell impianto. Risulta quindi ininfluente, ai fini della quantificazione degli impatti, il fatto che la parte di selezione meccanica possa essere operativa per qualche ora in più durante la fase transitoria; la taglia del cogeneratore, scelta in base ai valori medi di produzione di biogas, non cambia; l unico effettivo aggravio che si può considerare nel caso dello scenario transitorio è relativo al transito dei mezzi (vedi paragrafo dedicato), che si considera comunque ancora irrilevante rispetto all attuale situazione della zona. Si rimanda in ogni caso al SIA allegato per la definizione di dettaglio di questi aspetti, mentre si anticipa per chiarezza che l AIA si riferisce direttamente allo scenario a regime. 4/49

6 Relativamente alle quantità giornaliere medie trattate (rif. Bilancio di Massa tavola P7a) si ha che: quantità giornaliere medie trattate Scenario a regime (t/g) Scenario transitorio (t/g) Rifiuti indifferenziati Rifiuti ingombranti Rifiuti lignocellulosici Alla linea TM Alla linea TB (alla sez. di d.a., senza considerare il rifiuto lignocellulosico) Le quantità medie giornaliere appena indicate non si ritengono comunque vincolanti, data anche la necessaria capacità dell impianto di assorbire le fluttuazioni dei quantitativi trattati nell ordine di circa un 35%, per tenere conto della stagionalità dei conferimenti della loro merceologia, della organizzazione gestionale, ecc. Volendo quindi individuare un quantitativo massimo da autorizzare, inteso come rifiuto in ingresso all impianto, si propone quanto segue: quantità giornaliere massime in ingresso al TMB (t/g) Rifiuti indifferenziati 460 Rifiuti ingombranti 53 Rifiuti lignocellulosici 43 Non si ritiene possibile stabilire invece una quantità vincolante per il flusso in entrata al TB, sia perché il bilancio di massa viene comunque calcolato su stime merceologiche e di efficienza dei macchinari, sia perché la gestione del processo non necessita, né consente, di quantificare con esattezza il peso giornaliero dei prodotti intermedi (nello specifico frazione di sottovaglio). 1.2 Stima della composizione dei rifiuti residuali non intercettati dalle raccolte differenziate nello scenario di piano definito ottimizzato La merceologia considerata per il dimensionamento dell impianto è stata desunta, secondo le indicazioni dell Amministrazione Provinciale, della definizione di una proiezione dei flussi previsti dal 5/49

7 Piano di Ambito nella sua fase di regime, definita ottimizzata, che prevede l innalzamento della RD fino a valori del 78%. COMPOSIZIONE MERCEOLOGICA % ton/g ton/a verde sfalci legno 4, frazione organica 16, carta 12, cartone 6, Plastica rigida (non bottiglie e flaconi) 5, Plastia rigida (bottiglie e flaconi) 4, Plastica flessibile film 11, vetro 6, tessili 5, metalli 6, altro 15, TOTALE Output dell impianto I rifiuti lavorati, a regime, daranno luogo ai seguenti output, di seguito raggruppati per macrovoci: SINTESI PER MACROGRUPPI t/a % MPS = RECUPERO MATERIA ,23 RECUPERO ENERGIA ,92 CFS = MATERIALE BIOSTAB ,10 CONFERIMENTO IN DISCARICA ,03 PERDITE PROC & UMIDITA' ,93 A ESTRUSIONE C/O IMPIANTI ESTERNI ,79 TOTALE 6/ lignocellulosici 100,00

8 Una descrizione più dettagliata dei recuperi previsti, sempre a regime, è qui sotto esposta: RIASSUNTO FINALE DETTAGLIATO t/a % PET ,22 HDPE ,63 TETRA 243 0,25 MIX PLA 3D CARTA&CARTONCINI CARTONI FOGLI 691 0,71 MIX PLA 2D ,03 PLA FILM FOGLI ,57 A ESTRUSIONE ,79 FERROSI ,93 ALLUMINIO ,03 BIOSTABILIZZATO SCARTI RAFF. CFS A DISCARICA ,93 SCARTI DA TM A DISCARICA ,11 BIOGAS ,92 PERDITE PROC&UMIDITA' ,90 TOTALE lignocellulosici 100, Sintesi dati di progetto Il dimensionamento delle linee principali di lavorazione è stato quindi effettuato sulla base della seguente considerazione : Rifiuto Indiferenziato quantità u.m. Totale annuo %=95700 t/a Giorni di trattamento 310 g/a RSU Ingresso impianto (valore medio) 309 t/g Numero turni giornalieri 2,00 n/g Ore lavorative per turno 6,00 h/g Potenzialità media complessiva 26 t/h Fattore di servizio impianto 100,00 % Potenzialità oraria media di progetto 26 t/h numero di linee in parallelo 2,00 nr potenzialità oraria media per linea 13 t/h 7/49

9 Le linee di lavorazione dei rifiuti sono 2 in parallelo per potersi meglio adattare, in caso di guasto su una linea, alla lavorazione di tutto il rifiuto addotto all impianto nell arco della giornata con un eventuale prolungamento del turno di lavoro. Di seguito sono sviluppate separatamente le descrizioni del trattamento delle due tipologie di rifiuto. 8/49

10 2. LINEA DI TRATTAMENTO RIFIUTI INDIFFERENZIATI A VALLE DELLA RACCOLTA DIFFERENZIATA 2.1 Trattamento meccanico Pesatura mezzi I mezzi di raccolta rifiuti in arrivo all impianto sostano il minimo indispensabile sulla pesa posta all ingresso per le pesatura dei rifiuti e la loro identificazione in base ai codici CER e alla localizzazione di raccolta stradale Locale Avanfossa I mezzi poi raggiungono l ingresso dell area di scarico in fossa, dove un sistema semaforico posto sopra i portoni di accesso al locale di scarico (Avanfossa) permette o meno l accesso in funzione dei mezzi già presenti all interno e delle postazioni libere o meno per lo scarico. Questo per evitare inutili intralci alle operazioni di scarico e rischi di intralcio fra i mezzi. Il sistema semaforico è regolato dalla logica di controllo ed automazione con la supervisone diretta di un addetto all automazione che risiede nella Sala Quadri di comando generale dell impianto, sopra la fossa. L addetto può sorvegliare molte parti dell impianto grazie ad un sistema complesso di telecamere a circuito chiuso che puntano su molte aree dell impianto. I monitor presenti nella Sala Quadri di comando, tramite un sistema automatico di gestione e scansione delle immagini, permettono appunto di visionare in successione varie parti dell impianto sia per la sorveglianza di aree di accesso mezzi in scarico, che in carico, sia di altre aree non sempre sorvegliate da un operatore, come successivamente verrà descritto in dettaglio. L operatore in Sala Quadri potrà altresì forzare manualmente aperture o chiusure di portoni d accesso allo scarico in funzione della disponibilità o meno della fossa di ricezione rifiuti, tenendo presente che i mezzi di raccolta devono stazionare in impianto per la durata più breve possibile. Può anche trasmettere comandi verbali tramite un sistema di altoparlanti con il quale dare ordini agli autisti dei mezzi. Quest ultimi potranno colloquiare, se necessario, con l operatore in Sala Quadri tramite un apposito apparecchio interfonico collocato vicino ai portoni di scarico in fossa. Quando viene dato segnale verde all accesso ad un determinato portone, l autista del mezzo porta lo stesso all interno dell avanfossa, in retromarcia, così da essere pronto allo scarico dei rifiuti. Il locale Avanfossa (identificato con il numero 9 nella figura seguente) è dimensionato in larghezza per poter contenere un intero automezzo articolato ed è dotato di portoni ad apertura rapida sia in ingresso nel locale che per l accesso allo scarico nella fossa. La logica di apertura dei due portoni è questa: prima si apre il portone di accesso all avanfossa, il mezzo entra in retromarcia e si posiziona in prossimità del portone sulla fossa, quindi il portone dell avanfossa si chiude e subito dopo si apre quello sulla fossa, il mezzo arretra ancora fino alla postazione di scarico, delimitata da opportuni 9/49

11 muretti che impediscono la caduta del mezzo nella fossa, allora l autista aziona lo scarico dei rifiuti, finita questa operazione attende prima la chiusura del portone sulla fossa e poi l apertura di quello sull avanfossa per poter uscire dall area di scarico. Questa bussola, con portoni sull avanfossa e fossa, serve per contenere al massimo l emissione verso l esterno di odori provenienti dall area fossa e locale di scarico. Il locale avanfossa è altresì mantenuto in leggera depressione, come tutti i locali dell impianto, da un sistema di aspirazione degli odori più avanti dettagliatamente descritto. Fig stralcio della planimetria di progetto con indicazione della fossa (10) e avanfossa (9) Locale Fossa ricezione rifiuti La fossa di ricezione rifiuti (10 nella figura precedente)è dimensionata per contenere una quantità di rifiuti conferiti in più giornate lavorative per poter stoccare gli stessi senza interrompere la raccolta stradale. In caso di fermo impianto per guasto eccezionale o per altre motivazioni, come a titolo di esempio, l impossibilità prolungata della discarica alla ricezione degli scarti prodotti dall impianto di selezione e trattamento rifiuti, che potrebbe comportare un eventuale temporaneo fermo impianto per ragioni esterne all ecoerre. 10/49

12 Fig sezione della fossa Il dimensionamento di massima della fossa è qui sotto esposto: Descrizione u.m. Scenario a regime Scenario transitorio Rifiuto indifferenziato da trattare t/a % Giorni di lavorazione g/a Quantità media giornaliera t Volume medio giornaliero m³ Volume fossa di ricezione m³ Giorni di stoccaggio g La fossa di ricezione è predisposta con un setto di separazione verticale per poter disporre effettivamente di due aree separate e massimizzare così la flessibilità gestionale Anche il locale fossa è mantenuto in leggera depressione rispetto all esterno da un sistema di aspirazione dei vapori ed odori centralizzato che invia il fluido ad un biofiltro. 11/49

13 2.1.4 Carriponte con benna elettroidraulica Sopra la fossa operano due carriponte dotati di benne elettroidrauliche a polipo; essi sono comandati da remoto da due operatori posti nella cabina di comando affacciata alla fossa; i rifiuti vengono prelevati con le benne a polipo ed omogeneizzati il più possibile e poi scaricati nelle due tramogge di alimentazione delle linee indipendenti dell impianto. Ogni carroponte è indipendente dall altro, e normalmente uno gestisce i rifiuti scaricati in metà della lunghezza della fossa e l altro nell altra metà. Le tramogge di alimentazione dei rifiuti alle due linee di trattamento impianto sono dimensionate in modo che entrambi i carriponte possano alimentare contemporaneamente la rispettiva tramoggia, scaricandovi dentro i rifiuti. un apposito sistema anticollisione, posto su ognuno dei due carriponte, evita qualsiasi possibilità di urto fra i due carriponte, ad esempio dovuti a distrazione da parte degli operatori o ad una sbagliata visione degli spazi a disposizione. La cabina di comando del carroponte viene posizionata in posizione tale da favorire la visuale sia della fossa sia delle tramogge dei nastri caricatori delle linee di impianto. Inoltre le loro attività di raccolta dei rifiuti con le due benne sono guidate da telecamere a circuito chiuso con le quali possono avere una visione ampia non solo della porzione di fossa interessata alle loro attività, ma anche delle rispettive tramogge di scarico. Ogni operatore dalla propria poltrona dotata di comandi joystick sia a destra che a sinistra, uno per il comando del carroponte e del relativo carro con argano, l altro per l azionamento della benna in apertura o chiusura e del sollevamento o abbassamento della benna stessa. Ogni operatore al comando di un carroponte ha quindi la completa visuale sulla fossa di ricezione rifiuti e almeno 3 monitor sul fianco per poter sorvegliare sia la tramoggia dove deve scaricare i rifiuti sia con maggior dettaglio la zona della fossa dove sta operando. Si ricorda che gli operatori del carroponte saranno addestrati anche ad effettuare altre operazioni con i carriponte, quali liberare le aree di scarico rifiuti da parte dei mezzi in arrivo, miscelare i rifiuti per omogeneizzarli il più possibile, scaricare i rifiuti nelle tramogge di alimentazione linee con una certa lentezza e con pause per evitare assolutamente la formazione di ponti sopra il trasportatore estrattore posto in fondo alla tramoggia. Tutte queste sono operazioni indispensabili per alimentare con regolarità le linee di trattamento e che rivestono una importanza decisiva sulla effettiva capacità operativa ed affidabilità delle macchine di trattamento a valle della fossa. Verso le zone terminali opposte dell area fossa sono realizzate due piazzole in cls che servono per le operazioni di manutenzione ordinaria e straordinaria delle due benne elettroidrauliche Tramogge con alimentatori linee di trattamento Le tramogge saranno realizzate principalmente con struttura in calcestruzzo armato mentre la parte di convogliamento sul trasportatore estrattore sarà realizzata in carpenteria metallica. Alternativamente è possibile realizzare anche quest ultima in cls avendo cura di rifinire la superficie 12/49

14 con spolvero di quarzo per renderla dura, resistente all abrasione ed il più possibile liscia per permettere un facile scorrimento scivolamento dei rifiuti verso il fondo. La larghezza della bocca della tramoggia è tale da assicurare un carico sicuro dei rifiuti sollevati con la benna, che per le potenzialità richieste ha una dimensione non indifferente e quando le valve della benna si aprono per lo scarico, anche se non completamente, occupano una superficie in pianta di tutto rispetto. Le tramogge sono appaiate e poste centralmente rispetto alla dimensione longitudinale della fossa di ricezione. In fondo alle tramogge è posto un trasportatore a piastre metalliche inclinato a 37 : la larghezza del trasportatore è tale da evitare per quanto possibile la formazione di ponti sopra di esso mentre l inclinazione serve a garantire che il rifiuto estratto sia il più possibile dosato con regolarità al fine di alimentare le linee a valle con una portata abbastanza costante e continua. Questo fattore, dipendente ovviamente anche dall operatore del carroponte, permette di ottimizzare i trattamenti successivi con le varie macchine previste, evitando che a momenti di eccesso di rifiuti si alternino momenti senza rifiuti obbligando le macchine ed i sistemi a non operare al meglio delle potenzialità. Il trasportatore è dotato di motore comandato da inverter che permette quindi di accelerare o rallentare l estrazione dei rifiuti in funzione della richiesta delle linee a valle. Questa è una operazione comandata dall operatore addetto al controllo delle linee di trattamento, che risiede nella Sala Quadri e di comando generale dell impianto. Le piastre metalliche del trasportatore sono del tipo pesante per poter sopportare anche la caduta di materiali duri e pesanti direttamente dalla benna in fase di scarico. Sulla zona di uscita del trasportatore dalla tramoggia è posta un dosatore che può essere regolato in altezza sempre con comando remoto. Anche questa apparecchiatura permette un dosaggio il più possibile fine dei rifiuti alle linee successive Vagliatura primaria I rifiuti estratti dai trasportatori a piastre dalle tramogge di alimentazione delle linee di lavorazione vengono scaricati in un vaglio rotante primario. Il vaglio primario opera una separazione molto grossolana in quanto il suo scopo è di separare il più possibile materiali cellulosici e plastici di grandi dimensioni e puliti al fine di poterli estrarre subito dal ciclo di trattamento per un loro recupero e commercializzazione. Infatti il vaglio è caratterizzato da un tamburo con piastre forate intercambiabili con fori tondi e/o quadri delle dimensioni indicative di mm. Il sopravaglio è pertanto costituito da tutto quello che non passa attraverso questi fori ed oltre a cartoni e fogli di plastica ci possono anche essere materiali quasi ingombranti che vanno eliminati dal ciclo di lavorazione, oltre che sacchi contenenti rifiuti non lacerati sufficientemente per svuotare il loro contenuto. 13/49

15 Fig schema a blocchi sezione TM fase di vagliatura primaria Sul flusso di ogni sopravaglio è disposta una stazione di selezione manuale predisposta con almeno due operatori per linea, per : Una estrazione positiva di cartoni e plastiche per quanto già detto in precedenza Una estrazione negativa di materiali che non possono essere trattati o che è preferibile che non vengano trattati, come ad esempio parti di elettrodomestici, fondi di damigiane, tapparelle, pallet o parti di essi, fogli di polistirolo, grossi contenitori plastici etc La frazione di sottovaglio è costituita da tutto ciò che passa attraverso i fori del vaglio e quindi principalmente la frazione organica residua, carta, plastica, inerti, vetro, metalli, ma anche piccoli sacchetti di plastica con altri rifiuti all interno che non si sono aperti né durante la raccolta né nella fossa né nel vaglio rotante, oppure batterie di motocicli. E altresì possibile che in questa frazione di sottovaglio, visto le dimensioni dei fori, si trovino pezzi lunghi di legno/ferro/plastica. Alcuni di questi rifiuti ovviamente devono essere eliminati prima che la frazione di sottovaglio venga inviata alle fasi di trattamento biologico. Sono pertanto previste per ogni linea di raccolta di sottovaglio una cabina di selezione manuale per estrarre i prodotti di cui sopra, con estrazione solo completamente negativa. 14/49

16 2.1.7 Cabine di selezione manuale Sono sostituite da elementi prefabbricati completi di telaio in carpenteria metallica e pannellature fono isolanti con larghe vetrate. Il microclima interno è controllato da un sistema di ventilazione con l uso di aria prelevata direttamente dall esterno del fabbricato e poi riscaldata o raffrescata in funzione delle stagioni (si veda a questo proposito il paragrafo dedicato). Le postazioni di lavoro sono adeguatamente illuminate con luce artificiale e il/i trasportatori che trasportano il sopravaglio o il sottovaglio sono di tipo piano, sufficientemente larghi per poter disporre postazioni da un lato e da un altro, con velocità di scorrimento dei nastri molto bassa per dare tempo agli operatori per osservare i materiali da prelevare. La velocità di scorrimento dei tappeti è regolabile mediante inverter per adattarla alla quantità di rifiuto trasportato. Gli spazi a disposizione degli operatori sono ampi e lo stesso dicasi degli spazi di passaggio attorno alle postazioni di scarico materiali, con distanza minima di passaggio di 1,2 m. Le cabine sono il più possibile collegate fra loro col fine di assicurare qualsiasi intervento temporaneo necessario di aiuto fra gli operatori. Le scale ed i ballatoi sono ampi con luce libera di passaggio non inferiore a 1,2 m. Le porte di acceso si aprono verso l esterno su un piano di superficie adeguata per permettere lo stazionamento di una persona nella fase di apertura della porta. Fig stralcio della planimetria di progetto con indicazione delle cabine di selezione manuale 15/49

17 2.1.8 Trattamento sopravaglio Dopo la selezione manuale il sopravaglio residuo può essere inviato: Alla apertura dei sacchi/pre-triturazione per una massimizzazione del recupero di MPS, oppure A scarto, se dopo l avviamento dell impianto si constata che non conviene recuperarlo Questo può essere fatto tramite l inversione della direzione di scorrimento del trasportatore T5 che può scaricare sul trasportatore T8 per inviare il sopravaglio alla triturazione grossolana, oppure sul trasportatore T6 per inviarlo a scarto Trattamento del sottovaglio Il sottovaglio, dopo il controllo nella stazione di selezione manuale e l estrazione di eventuali materiali non idonei alle fasi di trattamento successive viene inviato sempre alla pre triturazione grossolana per sminuzzare, seppur in pezzatura non fine, i materiali ancora eccessivamente di larga dimensione che possono creare problemi nelle successive fasi di trattamento o ridurre l efficacia di selezione Pre triturazione grossolana Il trituratore è del tipo lento da commercio mono o birotore di grandi potenzialità ed affidabilità che però deve poter essere modificabile togliendo qualche utensile per evitare uno sminuzzamento eccessivo, tipico per questi tipi di trituratori. La triturazione eccessivamente spinta provoca infatti una grande commistione dei rifiuti umidi con quelli secchi vanificando la successiva vagliatura secondaria che ha l obiettivo di separare il più possibile nettamente le due frazioni. Per questo motivo la triturazione deve essere soffice e molto più vicina ad una apertura di sacchi che una triturazione vera e propria. Alla fine della fase ogni sacco e sacchetto deve essere assolutamente lacerato al punto di permettere lo svuotamento dei rifiuti contenuti all interno. Il trituratore è fornito di PLC a bordo per il controllo e regolazione delle principali funzioni della macchina, fra cui la velocità di rotazione del/i rotori e la contro rotazione dei rotori, con espulsione automatica di corpi eccezionalmente duri. Il PLC a bordo è comunque collegato in rete ethernet al sistema principale di controllo ed automazione dell impianto e sull HMI di supervisione generale By pass triturazione E altresì possibile by passare il trituratore se in certe condizioni e casi particolari il rifiuto è già sufficientemente omogeneo ed a pezzatura ridotta. In tal caso il trasportatore T7, normalmente posto a riposo fuori dalla zona di scarico sul trituratore, mediante un comando manuale da parte dell operatore addetto al controllo dell impianto in Sala Quadri, si sposta in orizzontale sotto lo scarico del T9 e viene messo in marcia così da raccogliere i rifiuti dal T9 per scaricarli nel T10 ed inviati al vaglio rotante secondario Vagliatura secondaria 16/49

18 Il vaglio secondario è una vaglio a tamburo rotante, con fori delle dimensioni di circa mm. Obiettivo del vaglio è separare la frazione umida da quella secca, per inviarle a due trattamenti completamente diversi: il trattamento biologico per la frazione umida e la separazione di materie prime secondarie e di frazione destinata ad estrusione per la frazione secca. Sulle due frazioni in uscita da questa fase non è installata alcuna selezione manuale. Fig schema a blocchi sezione TM fase di vagliatura secondaria Fig stralcio della planimetria di progetto con indicazione dei vagli Frazione secca di sopravaglio 17/49

19 Le due linee di sopravaglio alimentano altrettante linee separate di trattamento meccanico finalizzato al recupero di materia Separatore balistico Il separatore balistico deve separare le frazioni piatte e flessibili, con due dimensioni prevalenti (2D), come carta, cartoni, plastiche film, etc da quelle rigide prettamente elastiche e che rimbalzano, con anche la terza dimensione (3D), come bottiglie, contenitori, cartoni di tetrapak ed altro simile. Dal separatore esce anche una terza frazione cioè quella che passa tra le aperture dei piani di avanzamento e che viene inviata al trattamento biologico con la frazione di sottovaglio della vagliatura secondaria, Per semplificare la trattazione d ora in avanti ci si riferirà alle frazioni 2D e 3D Separatori ottici 2D Le frazioni 2D vengono inviate ad altrettante linee ognuna con due separatori ottici in serie dove vengono effettuate le seguenti operazioni: Il primo separa il mix di plastiche contenute nei rifiuti Il secondo separa invece il mix di carta, cartoncini contenuti nel residuo in uscita dal primo separatore ottico Il residuo di rifiuto in uscita dal secondo separatore ottico viene inviato alla classificazione aeraulica per la produzione della frazione che sara destinata ad estrusione c/o impianti terzi I separatori ottici hanno rese di separazione elevate ed le MPS selezionate sono di buona qualità con solo tracce di residui di altri materiali. 18/49

20 Si osserva inoltre, in via generale, che l adozione di un sistema di separazione mediante separatori ottici, con riferimento sia alla linea dei materiali 2d, dia alla linea dei materiali 3d, consente un ampia flessibilità gestionale, anche nei confronti dei futuri sviluppi impiantistici (variazioni della merceologia dei rifiuti, ad esempio) in quanto le suddette macchine possono essere tarate per agire su diversi tipi di materiale. Ognuno dei materiali separati viene raccolto con nastri trasportatori che passano in cabine di controllo qualità manuale, dove gli operatori estraggono eventuali materiali non corrispondenti alle frazioni selezionate. Quindi operano una selezione negativa di controllo. Infine, i trasportatori dopo la selezione manuale di controllo scaricano i materiali in box con fondo motorizzato. Il fondo mobile viene mantenuto normalmente fermo mentre il materiale cade nel box fino a quando un sensore di livello segnala al sistema di controllo che il box sta raggiungendo il massimo della sua possibilità di stoccaggio. Fig stralcio della planimetria di progetto con indicazione dei separatori ottici 2d e dei box di stoccaggio Così il sistema di automazione provvede a, in ordine: verificare che la pressa che riceverà i materiali da pressare sia in marcia, assicurare che il trasportatore trasversale di raccolta sia in marcia sollevare la grata metallica sullo scarico del box, avviare il fondo mobile del box da scaricare Il materiale viene dunque inviato alla pressa imballatrice, fino a completo esaurimento del materiale contenuto nel box. Poi il sistema di automazione provvede a fermare il fondo mobile del box, chiudere la grata di contenimento e quindi dare il consenso per lo scarico di un altro box. È presente anche un box unico per raccolta delle lattine di alluminio separate dei quattro separatori a correnti parassite (ECS) presenti sull impianto, due sulle linee di frazione secca e due sulle linee di frazione umida. Infatti l alluminio è facilmente pressabile nelle presse predisposte per carta e 19/49

21 plastica, quindi è stato predisposta una stazione di raccolta dell alluminio nel box menzionato. Il trasportatore di alimentazione della pressa imballatrice T34 è un trasportatore a piastre metalliche leggere, largo e parzialmente infossato sotto il piano di calpestio per poter raccogliere i materiali che vengono, uno alla volta, scaricati dai vari box. La tipologia del trasportatore permette anche di sollevare il materiale con inclinazioni piuttosto accentuate fornendo base di appoggio ai materiale riducendo il rischio di slittamento o rotolamento all indietro Classificatore aeraulico su frazione residua 2D Il classificatore in oggetto è composto da un sistema di: soffiaggio da sotto lo scarico del nastro T29 sul T32 di un flusso controllato (lama) di aria aspirazione da sopra lo scarico del nastro T29 sul T32 di una quantità regolabile di aria ambiente contenente anche una frazione significativa di mix di carta e plastica da inviare alla produzione di materiae destinato ad estrusione separazione dei mix di carta e plastica dalla corrente d aria mediante un ciclone/cassone decantatore munito di valvola motorizzata estrattrice del rifiuto sistema di ricircolo parziale dell aria utilizzata per l aspirazione del rifiuto sul nastro T29 con evacuazione del residuo alla linea di aspirazione vapori ed odori del fabbricato di trattamento Il materiale separato viene poi scaricato sul nastro T30 ed inviato ad una triturazione fine Triturazione fine del materiale da inviare a estrusione Il trituratore fine è anch esso una macchina lenta e testata in molti altri impianti similari. Può essere mono o birotore, importante che la pezzatura in uscita sia controllata da una griglia regolabile in ampiezza con semplici interventi degli operatori. E fornito di PLC a bordo per il controllo e regolazione delle principali funzioni della macchina, fra cui la velocità di rotazione del/i rotori e la contro rotazione del/i rotori, con espulsione automatica di corpi eccezionalmente duri. Il PLC a bordo è comunque collegato in rete ethernet al sistema principale di controllo ed automazione dell impianto e sull HMI di supervisione generale. Il materiale così preparato viene poi trasferito con una serie di trasportatori con nastro in gomma alla pressa di caricamento automezzi per essere inviato alla destinazione finale Separatori ottici 3D La frazione 3D all uscita del separatore balistico viene raccolta da nastri trasportatori ed inviata ad analoghe linee di selezione ottica dove i separatori ottici sono disposti su due linee ed ogni linea ha tre separatori ottici in serie per selezionare in ordine: la frazione PET la frazione PEHD la frazione MIX di plastiche 3D la frazione Tetrapak un residuo da inviare in discarica come scarto. 20/49

22 Il primo separatore ottico separa subito la PET dai rifiuti in ingresso, il secondo trattata il residuo del primo e separa la frazione PEHD. Il terzo tratta il residuo del secondo separatore ed effettua due separazioni contemporanee in cui separa il MIX di plastiche e il tetrapak, con un residuo finale da inviare in discarica. Fig schema a blocchi dell impianto TM: linee separatori ottici 21/49

23 Fig stralcio della planimetria di progetto con indicazione dei separatori ottici 3d e dei box di stoccaggio Ognuno dei materiali separati viene raccolto con nastri trasportatori ed inviato ai box di stoccaggio : previa passaggio in cabine di controllo qualità manuale, dove gli operatori estraggono eventuali materiali non corrispondenti alle frazioni selezionate. Quindi operano una selezione negativa di controllo. Infine, i trasportatori dopo la selezione manuale di controllo scaricano i materiali in box con fondo motorizzato. Il fondo mobile viene mantenuto normalmente fermo mentre il materiale cade nel box fino a quando un sensore di livello segnala al sistema di controllo che il box sta raggiungendo il massimo della sua possibilità di stoccaggio. Tutte le MPS vengono stoccate temporaneamente in quattro box con fondo mobile identici a quelli delle MPS 2D. Tutti i box si affacciano su un nastro trasportatore a tapparelle metalliche di tipo leggero T35 che va ad alimentare un pressa imballatrice per rifiuti di bassa densità. Il trasportatore T35 è identico come tipologia al T Presse imballatrici Le due presse previste sono identiche e possono trattare ed imballare le MPS provenienti sia dalla separazione 2D che 3D grazie ad alcuni trasportatori di by pass da una all altra nel caso una delle presse fosse fuori servizio per guasto tecnico. Le presse operano una notevole compressione dei materiali (minimo 60 t di spinta) che all uscita hanno la forma di una balla prismatica a sezione quadra/rettangolare di dimensione fisse 22/49

24 corrispondenti alle dimensioni della camera di pressatura (attorno a 0,8 1,0 m2), ma con una lunghezza variabile in funzione della densità del materiale pressato (circa 1,3 1,8 m). Ogni balla deve comunque poter essere sollevata e movimentata mediante l uso di un carrello elevatore non particolarmente grande ed ingombrante per non limitare la manovrabilità dello stesso nello spazio a disposizione. Ogni balla è legata in senso orizzontale da almeno 4 fili di acciaio, che assicurano la stabilità della balla nella sua movimentazione, stoccaggio temporaneo e successiva rimovimentazione per caricarla sull automezzo che le porterà a destinazione finale. Il filo di ferro per la legatura è avvolto su apposite matasse disposte a fianco delle presse. Fig stralcio della planimetria di progetto con indicazione delle linee di pressatura 23/49

25 La pressa imballatrice sulla linea diretta delle MPS 2D è dotata di rulliera motorizzata di rotazione di 90 delle balle per indirizzarle identicamente alle balle in uscita dalla pressa sulla linea delle MPS 3D facilitando le operazioni di presa e movimentazione della balla. Le balle vengono stoccate in un ampio fabbricato staccato dal corpo principale TM e posto lateralmente verso Ovest. Attraverso adeguati portoni e la protezione di una tettoia è possibile passare da uno all altro dei fabbricati per mezzo di carrelli elevatori per la movimentazione e lo stoccaggio delle balle Presse frazione destinata ad estrusione e scarti Le presse in oggetto sono identiche e di grandi capacità produttive, di tipo speciale per il carico di tutto il prodotto pressato all interno in una sola azione di spinta dentro il cassone dell automezzo che lo riceve. L automezzo avrà una capacità di carico di 65 m 3 e sarà in grado di trasportare la frazione destinata ad estrusione e gli scarti di processo fino al massimo della sua portata su strada. Le presse sono poste in parallelo e c è lo spazio per una eventuale ulteriore pressa da installare nel futuro. Dispongono di una grande tramoggia posta sopra la zona di carico nella quale il materiale stazione per il tempo che lo spintore preme nella camera di compressione. Il cassone dell autocarro deve essere agganciato alla pressa per poter accogliere i materiali parzialmente pressati. 24/49

26 Fig stralcio della planimetria di progetto con indicazione delle presse di caricamento dei mezzi in uscita (2) Lo spintore produce una spinta di circa 180 t ma in ogni caso la densità del materiale pressato non è paragonabile a quella ottenibile, ad esempio, dalle presse imballatrici che a parità di spinta premono su superfici molto inferiori. Questo evita il sovraccarico del mezzo. Ognuno dei due trasportatori principali di scarico del combustibile e dello scarto possono, direttamente o tramite nastri di by pass, scaricare i sottoprodotti in una o nell altra pressa se per ragioni di guasto di una o dell altra non è possibile utilizzarle entrambe, anche se nel caso di guasto ad una pressa sarà preferibilmente interrotta la produzione di materiale destinato ad estrusione per privilegiare la raccolta e lo stoccaggio degli scarti Box stoccaggio emergenza I due trasportatori di alimentazione delle presse hanno uno scarico di emergenza terminale posto sopra un box posto a fianco dell area presse. In casi di estrema necessità la frazione destinata ad estrusione o gli scarti possono essere scaricati direttamente nei box in oggetto da dove vengono prelevati con la pala gommata per il carico degli automezzi Containers raccolta ferrosi 25/49

27 I ferrosi separati sui flussi di materiale umido e secco vengono raccolti in due container posti nel capannone TM, angolo sud ovest. I due container sono alimentati da un nastro brandeggiante cioè che ruota con lento movimento circolare di ampiezza limitata in un senso e nell altro sopra una ralla con centro di rotazione fra i container. Il trasportatore alimenta un container alla vota. Quando un sensore di livello di tipo radar o ultrasuoni segnala che il livello di metalli nel container sta raggiungendo il massimo consentito, il sistema di supervisione e controllo, oltre a generare un segnale di stato del container per avvisare gli operatori della necessità della sua sostituzione, inverte la direzione di scarico del nastro così inizia a scaricare i metalli nell altro container vuoto. I containers sono del tipo a cielo aperto e scarrabili così da poter essere sollevati e caricati sull autocarro mediante un apposito gancio Trasportatori I trasportatori utilizzati sono di diversa tipologia e principalmente : Trasportatori in gomma, possibilmente piani, dove non possibile concavi a terne di rulli; Trasportatori in gomma a doppia catena; Trasportatori metallici a doppia catena; Trasportatori a piastre metalliche, tipo pesante o leggero Il dimensionamento dei trasportatori sarà tale da assicurare il trasporto di materiali leggeri e di grandi dimensioni, quindi sarà fatto sulla portata volumetrica. Tutti i trasportatori che passeranno anche all esterno dei fabbricati saranno dotati di carenatura superiore ed inferiore, entrambe asportabili per manutenzione. Quelli completamente all interno saranno dotati solo di carenatura inferiore. Le velocità di scorrimento dei tappeti saranno contenute per evitare emissioni di polvere e rumori. Le motorizzazioni dei trasportatori di alimentazione dei separatori ottici saranno dotate di inverter per regolare la velocità del tappeto, così come quelle dei trasportatori delle selezioni manuali. Controllagiri e sistemi di arresto: Su tutti i trasportatori l albero tamburo folle sarà predisposto con foro per l inserimento del controllagiri. Ai lati di ogni trasportatore sarà installato il sistema d arresto d emergenza a strappo, come dal tipico sotto riportato. 26/49

28 Fig schema del sistema di arresto d emergenza dei trasportatori 27/49

29 3. LINEA DI TRATTAMENTO BIOLOGICO Le frazioni di sottovaglio dei vagli secondari e di fini dei separatori balistici vengono riunite per linea ed inviate, previa deferrizzazione e separazione metalli non ferrosi, con nastro fino al fabbricato di trattamento biologico dove vengono scaricate a terra in apposito box. Il trattamento biologico è suddiviso nelle seguenti fasi: digestione anaerobica con produzione di biogas stabilizzazione aerobica del digestato raffinazione dello stabilizzato Queste fasi servono per produrre : una frazione stabilizzata da disporre in discarica secondo le norme vigenti, con utilizzo preferenziale, dopo raffinazione grossolana, sarà utilizzata come terra di ricoprimento giornaliero biogas per un recupero energetico. Fig schema a blocchi sezione TB 3.1 Digestione anaerobica Il materiale organico proveniente dalla fase di pretrattamento verrà prelevato da una pala meccanica che provvederà a formare il cumulo all interno del tunnel di digestione anaerobica, con altezza massima pari a 3,0 m, in accordo con le BAT di settore. La fase di caricamento del tunnel, che ha dimensioni interne pari a 30,00*7,00*6,00 m, ha solitamente una durata di circa 2 giorni. 28/49

30 Il materiale fresco può venire miscelato in parte con materiale digestato, cioè con materiale che ha già subito la digestione anaerobica ed è stato estratto a fine ciclo dalle biocelle. I rapporti di miscelazione sono molto variabili anche in funzione della tecnologia applicata dalle varie Ditte specializzate: si va da un rapporto uguale a 0 (zero) cioè senza alcun apporto di digestato, fino ad un massimo del rapporto 1:1 cioè la miscela è composta dal 50% di digestato e 50% di materiale fresco. Dalla cabina di comando generale l operatore che presiede al controllo generale dell impianto attiva la sequenza di start ciclo per la cella. Il ciclo si compone di diverse fasi: messa in pressione della guarnizione sul portone per evitare fughe di biogas verso l esterno; conduzione di una prima fase di tipo aerobico, in quanto viene insufflata attraverso la platea aria fresca prelevata dal capannone, al fine di portare la massa di rifiuto ad una temperatura ottimale (35 38 C) in tempi accettabili. Una volta portato in temperatura il rifiuto si interrompe l insufflazione di aria fresca e viene ricircolata l aria prelevata dall interno della stessa fino a ché non viene consumato l ossigeno residuo e avviato il processo anaerobico con produzione di CH4. In questa prima fase il biogas non ha una concentrazione di metano sufficiente per essere bruciato produttivamente: attraverso un sistema di tubazioni e valvole si procede quindi alla diluizione con aria e all espulsione tramite biofiltro. Il percolato raccolto sul fondo dei tunnel verrà convogliato per gravità ad una vasca di raccolta, (V2) per essere poi pompato ai serbatoi di fermentazione dove anch esso contribuirà alla produzione di biogas, mediante digestione anaerobica. Al fine di favorire il processo e di garantire le condizioni ottimali, il percolato sarà inoltre ricircolato dal tank ai tunnel stessi. Invio del biogas al gasometro mediante tubazione dedicata posta sul retro del tunnel; il trasporto al gasometro si attiverà quando il tenore di metano al suo interno sarà sufficiente per essere bruciato vantaggiosamente. Il parametro principale per l apertura e la chiusura della valvola del gas buono è il contenuto di CH 4. Una volta che la qualità del gas è ad esempio sopra il 20% circa di CH 4, o comunque tale per cui la concentrazione media al fermentatore è compresa tra il 45% e il 55 %, la valvola si apre e il gas può defluire dal tunnel a causa della sovrappressione qui presente. Continuazione della bagnatura ed estrazione del biogas fino a fine ciclo Al termine del ciclo di digestione anaerobica, quando il tenore di metano nel biogas non ha concentrazioni sufficienti per essere richiamato dal serbatoio, si interromperà il flusso in questa direzione e comincerà il lavaggio della cella. Questa fase ha lo scopo di riportare la concentrazione di metano sotto il 2 % e dar modo agli operatori di aprire la cella in piena sicurezza, scaricarla e avviare il materiale processato alla fase di compostaggio aerobica. L apertura del portone avverrà solo mediante consenso del PLC, che riceverà dagli analizzatori la misura della concentrazione di metano riscontrata all interno del tunnel, concentrazione che dovrà essere verificata anche dall operatore mediante una sonda portatile. Il materiale verrà scaricato dai tunnel mediante pala gommata e, una volta 29/49

31 svuotato, il tunnel verrà pulito, verificando che non vi siano intasamenti residui delle tubazioni spigot e degli scarichi del percolato. Fig tipologico della cella anaerobica Si osserva che l invio del biogas estratto dalle singole biocelle al gasometro assicura una miscelazione degli stessi e quindi una maggiore uniformità del contenuto medio di metano con una migliore costanza di funzionamento del cogeneratore. La vasca di stoccaggio del percolato (fermentatore) è posta alla base del gasometro ed è realizzata in calcestruzzo armato di composizione speciale, come le biocelle, per resistere all aggressione stessa del percolato. Per garantire la flessibilità gestionale necessaria, anche al fine di minimizzare gli esuberi di percolato durante il processo, viene realizzata una vasca di stoccaggio con volumetria pari a circa 1000 m³. Anche in questo caso il fondo e le pareti sono riscaldate dall acqua di raffreddamento del cogeneratore, verranno installati apposito sistema di movimentazione del refluo (mixer) e adeguate pompe in grado di getsire il ricircolo del percolato all interno dei tunnel. Dalle descrizione di cui sopra si evince che i tunnel saranno dotati di vari sistemi di tubazioni: del tipo spigot posizionate sul pavimento, per l areazione e la raccolta del percolato prodotto; di collettamento del percolato che verrà convogliato ai sistemi di raccolta tramite due aperture sul fondo e una di troppo pieno a 1,5 m di altezza, tutte protette da griglia; installate a soffitto per l irrigazione mediante ricircolo del percolato; di tracciatura di riscaldamento per una migliore efficienza del processo, che avverrà chiaramente in condizioni termiche controllate. 30/49

32 Sarà previsto un sistema di tracciatura di riscaldamento delle pareti esterne dei tunnel anaerobici e dei serbatoi di fermentazione, per mantenere, soprattutto durante la stagione invernale, una temperatura adatta allo svolgimento del processo. Dal gasometro, mediante apposito impianto di aspirazione, il biogas (deumidificato) verrà inviato al cogeneratore per la produzione di energia elettrica. In caso di emergenza il biogas verrà bruciato in torcia. Essendo un parametro fondamentale per la gestione del processo, il tenore di metano nel gas sarà misurato su ogni tunnel, ed i campioni del gas prelevato saranno inviati a un'apparecchiatura di misurazione centrale per essere analizzati. L intero processo verrà controllato e monitorato da un computer di processo (PLC). Il ciclo di trattamento anaerobico, così come descritto, avrà una durata di circa 28 giorni, comprensivo dei 2 giorni per il carico e 1 per lo scarico. Si riportano brevemente i calcoli effettuati per il dimensionamento dei tunnel nelle due ipotesi: Scenario a regime %=97500 t/a di rifiuti indifferenziati a valle della raccolta differenziata in ingresso all impianto; scenario transitorio %= t/a di rifiuti indifferenziati a valle della raccolta differenziata in ingresso all impianto; Si fa notare che in questa fase non è prevista la miscela con materiale lignocellulosico perché le caratteristiche del sottovaglio del rifiuto indifferenziato, che contiene ancora una percentuale di materiale inerte fanno sì che non sia necessario strutturare ulteriormente il cumulo creato nella biocella per la fase di digestione anarerobica. Scenario a regime Scenario transitorio Rifiuto sottovaglio in ingresso t/a Percentuale di materiale digestato miscelato con la frazione fresca Quantità materiale caricato in biocelle % t/a Denistà stimata t/m³ Volume materiale da trattare m³/a H carico m 3.0 3,0 Volume utile biocella m³ Durata processo g N cici annuali n ,04 Voume annuo di trattamento singola biocella M³ N biocelle n /49