LA GESTIONE DEI RIFIUTI RENATO GAVASCI

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1 LA GESTIONE DEI RIFIUTI RENATO GAVASCI Università di Roma Tor Vergata Dip. di Ingegneria Civile e Ingegneria Informatica Professore di Ingegneria Sanitaria Ambientale

2 IL CICLO BIOLOGICO In un ambiente naturale, come per esempio un bosco, il terreno umico fornisce acqua e sali minerali alle piante che, attraverso la funzione clorofilliana, producono le sostanze nutritive fondamentali per la loro vita. Delle piante si nutrono gli animali erbivori, che a loro volta possono essere preda di animali carnivori. Quando gli animali e le piante muoiono, diventano cibo per alcuni insetti, batteri e funghi, che li trasformano in humus e sostanze minerali. Così il ciclo ricomincia.

3 La natura non abbandona quello che non serve più. In natura i rifiuti non esistono! Quindi i rifiuti sono un invenzione dell uomo.

4 COSA SONO I RIFIUTI? Un rifiuto, per legge, è: qualsiasi sostanza od oggetto di cui il detentore si disfi o abbia l intenzione o abbia l'obbligo di disfarsi

5 COSA SONO I RIFIUTI? RIFIUTI URBANI prodotti prevalentemente da attività domestiche NON PERICOLOSI PERICOLOSI RIFIUTI SPECIALI prodotti prevalentemente da attività industriali, artigianali, commerciali NON PERICOLOSI PERICOLOSI Annualmente in Italia si producono complessivamente circa 170 MILIONI di tonnellate di rifiuti di cui circa 32 MILIONI di rifiuti urbani (circa 530 kg/ab.); nel Lazio se ne producono circa 3,25 Milioni di tonnellate (0,15 VT - 0,1 RI - 2,5 RM - 0,3 LT - 0,2 FR)

6 I RIFIUTI URBANI NON PERICOLOSI

7 I RIFIUTI URBANI NON PERICOLOSI

8 I RIFIUTI URBANI PERICOLOSI PRODOTTI T e/o F

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10 CONSIDERAZIONI Non tutte le sostanze che costituiscono il rifiuto sono eliminabili dalla natura. Se le quantità di rifiuti riportate alla natura sono eccessive, la natura può non farcela a inserirle nel ciclo biologico. Ne deriva il pericolo di inquinamento dell ambiente e della salute dell uomo. I prodotti di degradazione dei rifiuti e le sostanze pericolose che non riescono a prendere parte ad in ciclo biologico possono essere: Solidi Liquidi Gassosi

11 CONSIDERAZIONI I solidi possono contaminare il suolo e rappresentare un pericolo diretto per la salute delle piante, degli animali e indiretto per l uomo attraverso la catena alimentare. I liquidi possono contaminare il suolo, le falde, le acque e rappresentare un pericolo diretto per la salute delle piante, degli animali e dell uomo. I gas possono essere un pericolo diretto per la salute delle piante, degli animali e dell uomo. Possono però determinare anche alterazioni naturali provocando danni per il pianeta e tutti gli esseri viventi.

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13 STRATEGIE E SOLUZIONI Il problema dei rifiuti a Roma trova applicazione fin dagli Antichi Romani con la costruzione della Cloaca Massima e viene affrontato con delle regole a partire dal 1700

14 STRATEGIE E SOLUZIONI Una realistica ed efficace soluzione al problema dei rifiuti è perseguibile solo attraverso un insieme di sistemi organizzativi e tecnologici. La gestione dei rifiuti: è un attività di pubblico interesse; deve essere effettuata in base a definite priorità, stabilite dalla Comunità Europea. Prevenzione Riuso Riciclaggio Altri recuperi Ad esempio Recupero di energia Smaltimento finale

15 STRATEGIE E SOLUZIONI Una realistica ed efficace soluzione al problema dei rifiuti è perseguibile solo attraverso un insieme di sistemi organizzativi e tecnologici. Si parla quindi di Gestione dei rifiuti Definizioni: gestione : la raccolta, il trasporto, il recupero e lo smaltimento dei rifiuti, compresi il controllo di tali operazioni e gli interventi successivi alla chiusura dei siti di smaltimento, nonché le operazioni effettuate in qualità di commerciante o intermediario raccolta differenziata : la raccolta in cui un flusso di rifiuti è tenuto separato in base al tipo ed alla natura dei rifiuti al fine di facilitarne il trattamento specifico

16 STRATEGIE E SOLUZIONI Devono essere rispettati i seguenti vincoli normativi: Lo smaltimento dei rifiuti ed il recupero dei rifiuti urbani non differenziati sono attuati con il ricorso ad una rete integrata ed adeguata di impianti, tenendo conto delle migliori tecniche disponibili e del rapporto tra i costi e i benefici complessivi, al fine di:. realizzare l'autosufficienza nello smaltimento dei rifiuti urbani non pericolosi e dei rifiuti del loro trattamento in ambiti territoriali ottimali; In ogni ambito territoriale ottimale deve essere assicurata una raccolta differenziata dei rifiuti urbani pari alle seguenti percentuali minime di rifiuti prodotti: a) almeno il trentacinque per cento entro il 31 dicembre 2006; b) almeno il quarantacinque per cento entro il 31 dicembre 2008; c) almeno il sessantacinque per cento entro il 31 dicembre Entro il 2020, la preparazione per il riutilizzo e il riciclaggio di rifiuti quali, come minimo, carta, metalli, plastica e vetro provenienti dai nuclei domestici, e possibilmente di altra origine, nella misura in cui tali flussi di rifiuti sono simili a quelli domestici, sarà aumentata complessivamente almeno al 50% in termini di peso

17 STRATEGIE E SOLUZIONI Entro il 2020 la preparazione per il riutilizzo, il riciclaggio e altri tipi di recupero di materiale, incluse operazioni di colmatazione che utilizzano i rifiuti in sostituzione di altri materiali, di rifiuti da costruzione e demolizione non pericolosi, escluso il materiale allo stato naturale definito alla voce dell elenco dei rifiuti, sarà aumentata almeno al 70 per cento in termini di peso I rifiuti da avviare allo smaltimento finale devono essere il più possibile ridotti sia in massa che in volume, potenziando la prevenzione e le attività di riutilizzo, di riciclaggio e di recupero e prevedendo, ove possibile, la priorità per quei rifiuti non recuperabili generati nell ambito di attività di riciclaggio o di recupero Non sono ammessi in discarica i rifiuti con PCI (Potere calorifico inferiore) > kj/kg. Entro il 2018 i rifiuti urbani biodegradabili ammessi in discarica devono essere inferiori a 81 kg/anno per abitante

18 RACCOLTA E RACCOLTA DIFFERENZIATA La raccolta differenziata rappresenta lo strumento strategico fondamentale ed inderogabile per raggiungere gli obiettivi di recupero di materia dai rifiuti È giustificata la sostenibilità dell attuazione di questo strumento, ai costi che ogni comunità è disposta a corrispondere, fintanto che risulta realmente perseguibile l obiettivo del recupero di materia Quando questo obiettivo viene meno, il ricorso alla raccolta differenziata assume la sola valenza di strumento di sensibilizzazione ed educazione ambientale. Attuare una raccolta differenziata poco efficace al recupero di materia comporta: la mancata possibilità di destinare le frazioni non recuperabili al recupero di energia, condizioni di criticità gestionali. Tutto ciò contravviene al principio del pubblico interesse Il cittadino, si sentirà ingannato ed economicamente danneggiato

19 RACCOLTA E RACCOLTA DIFFERENZIATA

20 RACCOLTA E RACCOLTA DIFFERENZIATA

21 RACCOLTA E RACCOLTA DIFFERENZIATA Notizie qualitative indicano che delle singole frazioni solo alcune delle sotto frazioni hanno un reale mercato del recupero (ad esempio carta da giornali e riviste, cartone imballaggio, plastica trasparente, vetro trasparente, ecc.). le restanti vengono avviata ad operazioni di smaltimento La raccolta dell organico, può essere finalizzata alla valorizzazione di questa frazione presso impianti che attuano il trattamento biologico. La valorizzazione è però attuabile sulle seguenti sotto frazioni: scarti organici selezionati alla fonte (scarti alimentari selezionati, verde, fanghi, scarti agro-industriali,...) per produrre ammendanti compostati

22 Vediamo un po! Attuata la raccolta cosa ne facciamo?

23 IL SISTEMA INTEGRATO DI GESTIONE

24 IL SISTEMA INTEGRATO DI GESTIONE RU RU-RD RD RUP RUR T rattamento/ recupero V alorizzazione/ Commercializzazione Selezione CDR Valorizzazione energetica FOS Ripristini ambientali Discarica ATO: Sistema I ntegr ato di Gestione

25 VALORIZZAZIONE DELL ORGANICO DA RD Che cosa è l organico? Quella parte di rifiuto biodegradabile costituito principalmente da carbonio organico che per natura subisce processi di decomposizione (aerobica o anaerobica) ad opera di microrganismi: ad esempio, rifiuti di alimenti, rifiuti dei giardini, rifiuti di carta e cartone, ecc). In natura la sostanza organica può essere decomposta da microrganismi fino ad ottenere acqua, anidride carbonica, eventualmente metano, sali minerali e humus Con i processi di trattamento della sostanza organica, l obiettivo da perseguire è quello di far avvenire in tempi più rapidi quello che può avvenire in natura ottenendo come prodotto finale un materiale idoneo al recupero, oltre ad un eventuale recupero di energia (valorizzazione) Principi di trattamento della sostanza organica: Compostaggio Digestione anaerobica Biostabilizzazione

26 VALORIZZAZIONE DELL ORGANICO DA RD Principali prodotti del trattamento: compost di qualità : prodotto, ottenuto dal compostaggio di rifiuti organici raccolti separatamente digestato di qualità : prodotto ottenuto dalla digestione anaerobica di rifiuti organici raccolti separatamente rifiuto biostabilizzato : rifiuto ottenuto dal trattamento biologico aerobico o anaerobico dei rifiuti indifferenziati Il compostaggio consiste in un trattamento di degradazione aerobica della sostanza organica operato su matrici organiche selezionate (da RD) non contaminate all origine da sostanze pericolose (es.: metalli, idrocarburi, ecc.) Il processo di compostaggio può essere attuato sia su scala industriale domestica sia su scala

27 VALORIZZAZIONE DELL ORGANICO DA RD

28 VALORIZZAZIONE DELL ORGANICO DA RD COMPOSTAGGIO DOMESTICO in composter I materiali lignei e quelli di una certa dimensione, prima di essere compostati, dovranno subire una triturazione

29 VALORIZZAZIONE DELL ORGANICO DA RD COMPOSTAGGIO DOMESTICO Inconvenienti Cattivi Odori: dovuti a eccesso di azoto e assenza di ossigeno. Presenza di moscerini sul cumulo: attirati dal materiale fresco a diretto contatto con l esterno. Presenza topi e altri animali: attirati dagli scarti di origine proteica (resti di cibo) Ristagni d acqua alla base: poca efficienza del drenaggio con conseguente causa di cattivi odori e della presenza di zanzare.

30 VALORIZZAZIONE DELL ORGANICO DA RD COMPOSTAGGIO

31 VALORIZZAZIONE DELL ORGANICO DA RD Questa tipologia di impianti interagisce con l ambiente (acqua, suolo, aria, impatto sul territorio) attraverso i seguenti punti di contatto: Generazione di percolati; Generazione di emissioni odorigene; Flussi solidi di scarto dai pretrattamenti e dalla raffinazione; Potenziale rischio biologico in caso di incompleto trattamento; Viabilità;

33 VALORIZZAZIONE DELL ORGANICO DA RD DIGESTIONE ANAEROBICA Il processo di digestione digestione anaerobica consiste nella stabilizzazione biologica di un substrato organico putrescibile condotto in uno o più reattori controllati, senza fornire ossigeno, attraverso quattro fasi principali: idrolisi, acidogenesi, acetogenesi e metanogenesi, con conversione del carbonio biodegradabile del substrato in metano ed anidride carbonica. Dal processo derivano una fase gassosa (prevalentemente metano ed anidride carbonica), ed una fase liquido/fangosa che a sua volta può essere suddivisa in un flusso prevalentemente liquido (surnatante) ed uno prevalentemente solido (digestato)

34 VALORIZZAZIONE DELL ORGANICO DA RD DIGESTIONE ANAEROBICA Questa tipologia di impianti interagisce con l ambiente (acqua, suolo, aria, impatto sul territorio) attraverso i seguenti punti di contatto: Generazione di percolati; Generazione di biogas; Generazione di emissioni odorigene; Flussi solidi di scarto dai pretrattamenti e dal digestore; Potenziale rischio biologico associato al digestato; Viabilità.

35 VALORIZZAZIONE DELL ORGANICO DA RD DIGESTIONE ANAEROBICA

37 Che cos è il resto? Intanto chiamiamolo residuale da raccolta differenziata e Attuata la raccolta differenziata cosa ne faccio del resto?

38 RU RESIDUALE DELLA RD Notizie qualitative indicano che delle singole frazioni solo alcune delle sotto frazioni hanno un reale mercato del recupero (ad esempio carta da giornali e riviste, cartone imballaggio, plastica trasparente, vetro trasparente, ecc.). le restanti vengono avviata ad operazioni di smaltimento La raccolta dell organico, può essere finalizzata alla valorizzazione di questa frazione presso impianti che attuano il trattamento biologico. La valorizzazione è però attuabile sulle seguenti sotto frazioni: scarti organici selezionati alla fonte (scarti alimentari selezionati, verde, fanghi, scarti agro-industriali,...) per produrre ammendanti compostati

39 RU RESIDUALE DELLA RD

40 RU RESIDUALE DELLA RD RU residuale da RD 100% Ingombran 1,3% Frazione secca 43,2% Frazione putrescibile 56,5% Frazione leggera (ex CDR) 26% Scar Pesan 16,2% FOS 19,9% Scar di raffinazione 16,6% Perdite di processo 20%

41 RU RESIDUALE DELLA RD Merceologica percentuale 45,00 40,00 RU 35,00 30,00 25,00 CDR Scar Pesan 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 organico carta e cartone poliaccoppia tessili tessili sanitari plas che gomma, pelle e cuoio vetro metalli iner legno altro

42 RU RESIDUALE DELLA RD altra plas ca altra plas ca rigida bo. contenitori PET bo glie trasp. PET altra plas ca film plas ca film sacche 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 m plas ca altra bo. altra bo glie altra fil plas ca contenitori plas ca trasp. PET plas ca sacche fil PET rigida Dev. St. 5,40 3,97 7,28 8,05 9,10 3,17 Media 14,17 10,27 21,52 32,38 11,95 9,72 altra plas ca altra plas ca rigida bo. contenitori PET bo. contenitori PET bo glie trasp. PET altra plas ca film plas ca film sacche 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 m plas ca altra bo. bo. altra bo glie altra fil plas ca contenitori contenitori plas ca trasp. PET plas ca sacche fil PET PET rigida Dev. st. 8,37 14,43 10,94 5,47 2,46 19,39 1,47 Media 12,58 22,72 13,31 18,42 6,00 38,39 1,16

43 RU RESIDUALE DELLA RD

44 VALORIZZAZIONE ENERGETICA recupero energetico trattamento fumi fly ash emissioni gassose camera di combustione scorie ricircolo fumi comb. secondaria

45 VALORIZZAZIONE ENERGETICA Il ruolo dei Termovalorizzatori in un sistema sostenibile di Gestione dei Rifiuti: Riduzione della massa e volume dei rifiuti, preservando così spazio in discarica Recupero sostenibile dell energia Recupero di materia da residui solidi Distruzione di un certo numero di contaminanti organici, presenti nei rifiuti Separazione dei componenti inorganici della frazione organica, così da permetterne il riutilizzo o l inertizzazione, prevenendo la dispersione e l accumulo dei componenti pericolosi nell ambiente e nei prodotti riciclati. La Combustione è un processo efficiente ed ampiamente diffuso, con una tecnologia a singolo stadio ben definita e sostenibile. La Gassificazione è un processo multistadio, meno collaudato su scala commerciale, ma con margini di espansione principalmente legati alla possibilità di migliorarne i prodotti intermedi, che possono essere poi inviati a sistemi di conversione di elevata efficienza.

46 VALORIZZAZIONE ENERGETICA I sistemi di Combustione sono fortemente migliorati negli ultimi due decenni, grazie ad un miglior controllo del processo e a tecniche sempre più efficienti per la pulizia del gas effluente. Il maggiore punto di forza della Gassificazione sono le prestazioni ambientali. In particolare c è una limitata formazione di diossine e di ossidi di azoto e zolfo. Inoltre li gas generato è in volume minore di un analogo processo di combustione. quindi i sistemi di trattamento gas sono significativamente più piccoli e meno costosi.

47 VALORIZZAZIONE ENERGETICA Macroinquinanti Inquinanti, presenti in concentrazioni significative nel rifiuto (ceneri, Cl, S e N) e/o da reazioni secondarie non desiderate e dall ossidazione incompleta del carbonio organico: CO, NOx, SOx Microinquinanti Inquinanti presenti a livelli modesti (ordine dei mg o ng/nm 3 ) che possono rappresentare, a causa della tossicità e persistenza, se non adeguatamente controllati, un rilevante rischio ambientale. I microinquinanti possono essere suddivisi in: Microinquinanti inorganici, costituiti essenzialmente da metalli pesanti (Pb, Cd, Hg, ecc.) Microinquinanti organici, parzialmente presenti nei rifiuti ma presenti particolarmente per effetto delle complesse reazione di sintesi e distruzione e successivo raffreddamento

48 VALORIZZAZIONE ENERGETICA Inquinanti U.M. Concentrazioni a monte del trattamento Concentrazioni all'emissione (D.Lgs. 133/05) CO mg/nm * COT mg/nm * HCl mg/nm * SO 2 mg/nm * HF mg/nm * NO 2 mg/nm * Particolato mg/nm * PCDD-PCDF ng/nm ,1 ** Pb mg/nm ,5 *** Cd mg/nm 3 0,5-5 0,05 **** Hg mg/nm 3 0,3-1,5 0,05 ***** IPA mg/nm 3-0,01 ** * come valore medio giornaliero ** come valore medio rilevato per un periodo di campionamento di 8 ore *** come valore medio della somma delle concentrazioni di dieci inquinanti (Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, V, Sn) rilevato per un periodo di campionamento di 1 ora **** come valore medio della somma delle concentrazioni di Tl e Cd rilevato per un periodo di campionamento di 1 ora ***** come valore medio rilevato per un periodo di campionamento di 1 ora

49 CONCLUSIONI Il cittadino deve sicuramente impegnarsi nel prevenire la produzione dei rifiuti e nell attuare correttamente le soluzioni decise nell ambito territoriale di appartenenza Le scelte prese nell ambito territoriale di appartenenza devono considerare il livello economico, sociale e di sensibilizzazione ambientale raggiunto anche attraverso scelte intermedie di opportunità Non esiste una ricetta univoca per la soluzione del problema rifiuti. I rifiuti, non sono tecnicamente e tecnologicamente un problema. Lo sono invece per scelte politiche e di interesse che spesso non considerano le esigenze della collettività e la pubblica utilità di una corretta gestione dei rifiuti

50 CONCLUSIONI