ECOPROGETTO MILANO Srl Stabilimento di Albairate (MI) Strada per Marcatutto, RELAZIONE PROCESSISTICA

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2 1.3 - RELAZIONE PROCESSISTICA PROGETTO DI REVAMPING DELL IMPIANTO DI COMPOSTAGGIO DI ALBAIRATE CON INSERIMENTO DELLA SEZIONE DI BIODIGESTIONE ANAEROBICA DELLA FRAZIONE ORGANICA DA RIFIUTO SOLIDO URBANO Il legale rappresentante Rag. Bruno Abram I Tecnici Dr. Ing. Burkhard Klotz Ecoprogetto Milano S.r.l. con socio unico Sede Legale ed Amm.va: Via Innsbruck Bolzano (BZ) T F info@ladurner.it P.IVA / Cod. Fisc. / Reg. Imp BZ N Cap. Soc. int. sott. e vers ,00 Impianto: Strada per Marcatutto 7, Albairate (MI) Società del Gruppo Greenvision Ambiente SpA soggetta a direzione e coordinamento ai sensi dell art C.C. Rev. 7 del 26/03/2010 Pagina 1 di 71

3 INDICE 1 PROGETTO DI REVAMPING IMPIANTO DI COMPOSTAGGIO ESISTENTE PREMESSA L INSEDIAMENTO L IMPIANTO SEZIONE DI BIODIGESTIONE ANAEROBICA CONCEZIONE IMPIANTISTICA CONFERIMENTO BUNKER DI STOCCAGGIO PRE-TRATTAMENTO MECCANICO DATI DI PROGETTO TRITURAZIONE MISCELAZIONE DEL MATERIALE NEI PULPER VAGLIATURA E PRESSATURA DISSABBIATORE FRANTUMATORE LA FERMENTAZIONE SERBATOIO SOSPENSIONE GREZZA DIGESTORI MISURA DEL LIVELLO DEL PH E DELLA TEMPERATURA SERBATOIO SOSPENSIONE FERMENTATA DISIDRATAZIONE DEI RESIDUI DI FERMENTAZIONE SERBATOIO ACQUA DI DISIDRATAZIONE (O DI PROCESSO) TRATTAMENTO ACQUE REFLUE IN ECCESSO IMPIANTO GAS GASOMETRO STAZIONE DI COMPRESSIONE GAS POZZO DEL CONDENSATO IMPIANTO DI COGENERAZIONE DATI TECNICI DEL MOTORE DI COGENERAZIONE TORCIA TELERISCALDAMENTO SEZIONE COMPOSTAGGIO PREMESSA DESCRIZIONE DETTAGLIATA DEL SISTEMA IMPIEGATO PER LA COSTITUZIONE DELLA MISCELA DA AVVIARE A COMPOSTAGGIO EDIFICIO PREPARAZIONE MISCELA _RE_Rev00.doc Pagina 2 di 71

4 3.4 BUNKER DI STOCCAGGIO COMPOSIZIONE MISCELA PLATEA DEL VERDE TRITURATORE DEL VERDE FASE ACT DESCRIZIONE DELLE BIOCELLE DI COMPOSTAGGIO (ESISTENTI) DIMENSIONAMENTO FASE DI BIO STABILIZZAZIONE MODALITA DI GESTIONE DELLA FASE DI CURING MODALITÀ DI GESTIONE DEL MATERIALE PER PARTITE OMOGENEE: ANALISI DELLE EMISSIONI EMISSIONI DI POLVERI EMISSIONI SOLIDE EMISSIONI IN ATMOSFERA DESCRIZIONE DELLE CARATTERISTICHE DEL SISTEMA DI RACCOLTA ACQUE REFLUE E METEORICHE CONSUMO ACQUA DELL IMPIANTO STOCCAGGI MATERIALE LOCALI DI SERVIZIO STIMA DEL TRAFFICO E DEI MOVIMENTI DI MEZZI INDOTTI ANALISI SCAVI E REINTERRI SCHEMA A BLOCCHI PIANO DI RIPRISTINO AREA IMPIANTO DI COMPOSTAGGIO PREMESSA PIANO DI RISANAMENTO E BONIFICA DEI LOCALI PIANO DI CARATTERIZZAZIONE DELL AREA DESCRIZIONE DEL PIANO D INDAGINE CONCLUSIONI ALLEGATI _RE_Rev00.doc Pagina 3 di 71

5 1 PROGETTO DI REVAMPING IMPIANTO DI COMPOSTAGGIO ESISTENTE La seguente relazione si propone di fornire una descrizione tecnica dei singoli elementi facenti parte dell impianto. 1.1 PREMESSA La recente normativa ambientale è stata articolata in modo da indurre il sistema di gestione dei rifiuti ad attuare strategie tese al riciclo ed alla valorizzazione energetica dei medesimi, puntando alla sviluppo di sistemi sempre più eco-compatibili al fine di minimizzare il loro smaltimento in discarica. Di conseguenza, il sistema gestionale dei rifiuti ha come finalità primaria il miglioramento dei sistemi di raccolta che sono propedeutici all attività di valorizzazione delle materie prime seconde. In questo contesto di miglioramento del target degli obiettivi ambientali, i quali non possono essere disgiunti dal perseguire anche obiettivi di sostenibilità economica e sociale, viene ad assumere un ruolo sempre più preminente il trattamento della frazione organica dei rifiuti solidi urbani (FORSU e/o sottovaglio) finalizzata alla valorizzazione della materia e dell energia, mediante l utilizzo di un moderno sistema combinato di digestione anaerobica e di successiva bio-stabilizzazione della frazione digestata. Tale trattamento permette di abbinare i vantaggi intrinseci del riutilizzo di materia con produzione di compost di qualità, al recupero di energia, sia elettrica sia sotto forma di calore. L applicazione della digestione anaerobica al trattamento della frazione organica dei rifiuti solidi urbani (FORSU e/o sottovaglio), consente sia di conseguire il recupero energetico attraverso l utilizzo del biogas prodotto durante il processo di bio-digestione che di ottenere, mediante il processo di compostaggio del digestato, un prodotto stabilizzato da impiegare come ammendante organico in agricoltura o per ripristini ambientali. Gli obiettivi principali assunti alla base della presente proposta progettuale sono quelli di realizzare un impianto moderno mediante l utilizzo della miglior tecnologia presente oggi sul mercato e di minimizzare al massimo l impatto nell ambiente conseguente al nuovo insediamento. 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 4 di 71

6 1.2 L INSEDIAMENTO Nell allegata Tavola PGP 2.2 viene rappresentato l insediamento articolato nelle aree funzionali per una superficie totale di m 2 formate da: A. Zona di ingresso (circa 430 mq): luogo dove sono localizzate le attività di ricezione,pesatura e riconoscimento dei mezzi, B. Palazzina uffici e servizi accessori di circa 940 mq C. Capannone di ricevimento rifiuti e pretrattamento (Cap. D) di mq D. Sezione di biodigestione anaerobica (circa mq ): per la decomposizione delle matrici organiche e la produzione di biogas; E. Capannoni esistenti, ricevimento digestato verde sovalli miscelazione e biossidazione in biocella (Cap. A), prima maturazione (Cap. B), di seconda maturazione (Cap. C), area lorda circa mq; F. Aree di stoccaggio (m ): Platea di stoccaggio dei materiali trattati nel processo di compostaggio: il verde e materiale ligneo - cellulosici impiegato per strutturare il materiale organico da inviare al compostaggio; i sovvalli da inviare al recupero o a discarica; il compost di qualità da commercializzare; La viabilità e i piazzali interni occupano una superficie di ca. (9.455 mq) mentre le aree destinate a verde si estendono per ca mq Nelle aree a verde è prevista la piantumazione di specie arboree ed arbustive al fine di creare uno schermo naturale di mitigazione ambientale. 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 5 di 71

7 Planimetria impianto di progetto 1.3 L IMPIANTO L impianto è stato dimensionato per una capacità di trattamento, nella prima sezione (digestione anaerobica), di circa t/anno di materiale totale in ingresso, costituito da frazione organica derivata dalla raccolta differenziata dei rifiuti solidi urbani (FORSU). Nella seconda sezione impiantistica dedicata al compostaggio di un quantitativo di digestato pari a circa t/a è prevista l aggiunta di una quota di materiale ligneo-cellulosico strutturante pari a circa t/a più t/a di sovvallo di ricircolo, portando la portata massima dell impianto di compostaggio a ca t/a di materiale in ingresso. (per i quantitativi esatti si rimanda ai dati di dimensionamento).l impiantistica è organizzata in due distinte sezioni disposte in serie, con la finalità di ottimizzare il massimo recupero di energia e di materia dai rifiuti trattati. Nella prima sezione si sviluppa il processo di biodigestione anaerobica dove le biomasse conferite subiscono una conversione di tipo biochimico con produzione di biogas e di un residuo stabilizzato derivante dal fango digerito; nella seconda sezione viene attuata la trasformazione dei residui organici raccolti a valle della biodigestione anaerobica, in un ammendante del terreno di qualità: il compost. 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 6 di 71

8 2 SEZIONE DI BIODIGESTIONE ANAEROBICA 2.1 CONCEZIONE IMPIANTISTICA L impianto di trattamento di rifiuti biologici descritto nella presente relazione è costituito da una combinazione di una selezione meccanica, di una fermentazione a umido e di un compostaggio dei residui di fermentazione disidratati. La fermentazione a umido, nella quale la frazione di rifiuti pretrattata meccanicamente viene mescolata con acqua di processo per formare una sospensione pompabile, è un processo che viene impiegato da anni per il trattamento anaerobico di rifiuti liquidi e solidi. Le pluriennali e polivalenti esperienze effettuate con questo processo permettono di garantire, con le tecnologie impiegate, un esercizio stabile e massimamente redditizio. Grazie al processo di decomposizione microbica durante la fermentazione si genera biogas ad elevato potere calorifico, che viene poi utilizzato come combustibile in un motore di cogenerazione per produrre energia elettrica e calore. Oltre che per una tecnica di pretrattamento assai robusta e per uno stadio di fermentazione anaerobica estremamente collaudato ed efficiente, l impianto di trattamento di rifiuti biologici si contraddistingue per i seguenti vantaggi: efficace separazione meccanica/idraulica di materiali estranei recupero di energia primaria esercizio dell impianto energeticamente autarchico ridotte emissioni di odori e CO 2 possibilità di trattamento di un ampia gamma di rifiuti indipendentemente dal loro contenuto d acqua e grado di acidità ridotto fabbisogno di superficie anche con grandi potenzialità di trattamento 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 7 di 71

9 2.2 CONFERIMENTO L accesso all area impiantistica avviene da nord/ovest Il corpo impiantistico dedicato alla fase di conferimento è posizionato nella parte est dell impianto, all interno del capannone si ospita anche la fase di pre-trattamento del FORSU di cui sarà data ampia descrizione nelle prossime pagine. Il conferimento della frazione organica da rifiuto solido urbano è posto su un terrapieno a quota +2.00m (±0.00 quota pavimentazione stradale esistente), ciò garantisce un dislivello tra la zona di scarico e la vasca del conferimento di 3.50m che consente di evitare qualsiasi problematica di accumulo di materiale durante le fasi di scarico anche dai camion più grandi (TIR) Al fine di impedire alla radice qualsivoglia fuoriuscita di emissioni odorigene al momento del conferimento, la zona ad esso deputata, come l intero capannone all interno del quale essa è situata, è posta in leggera depressione, mentre i portoni di accesso saranno del tipo a chiusura rapida. Il conferimento avviene all interno di due bussole, della misura di 12 m di lunghezza per 6 m di larghezza ciascuna per gli autocompattatori e camion di medie dimensioni, mentre per gli autoarticolati TIR è disposto un ingresso dedicato con portone ad alzata rapida. I camion di conferimento penetrano all interno della bussola attraverso il portone ad avvolgimento rapido che viene richiuso, dopodiché un ulteriore portone si apre in prossimità del cassone, permettendo al camion lo scarico del materiale organico all interno di una fossa posta ad 3.50m di profondità rispetto alla quota della bussola. Tale sistemazione permette tre vantaggi: il materiale viene scaricato in posizione sottostante rispetto alla quota bussola impedendo così il contatto fra i pneumatici del camion ed il materiale scaricato consente di evitare qualsiasi problematica di accumulo di materiale durante le fasi di scarico anche dai camion più grandi (TIR) i percolati che fuoriescono dal materiale vengono interamente raccolti dal sistema di captazione previsto all interno della fossa. la presenza del doppio portone impedisce la fuoriuscita di odori sgradevoli. 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 8 di 71

10 2.3 BUNKER DI STOCCAGGIO Il bunker di stoccaggio del materiale in attesa di essere caricato e lavorato all interno del sistema di pretrattamento misura 490 m PRE-TRATTAMENTO MECCANICO Un adeguato espletamento della fase di pre-trattamento risulta essere fondamentale per l andamento dell intero processo di biodigestione. La scelta ingegneristica che sta alla base della struttura progettata deriva dalla necessità di trattare ingenti quantitativi di biomassa solida e si esplica nella progettazione di una doppia linea simmetrica composta da una serie di componenti che andiamo a presentare nello specifico. (Per i dati tecnici si rimanda al capitolato degli elementi tecnici di ogni singolo macchinario). Il pretrattamento meccanico è una fase della lavorazione composta da una sequenza di macchinari, così come visibile nella figura sottostante: Planimetria capannone D conferimento e pretrattamento meccanico 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 9 di 71

11 La successione delle operazioni di pre-trattamento è la seguente: 1. TRITURAZIONE 2. MISCELAZIONE NEI PULPER 3. VAGLIATURA E PRESSATURA 4. DISSABBIATURA 5. FRANTUMAZIONE Terminate queste operazioni il materiale è pronto per essere avviato alla fase di fermentazione. Immagine: visione d insieme interna di impianto analogo 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 10 di 71

12 2.5 DATI DI PROGETTO Materiale in ingresso: Materiali in ingresso: Quantità annua Sostanza secca Peso specifico nel pulper Rifiuti organici da raccolta differenziata t/a max. 30 % 1.00 t/m³ Giorni lavorativi: Ore di lavoro: 312 giorni lavorativi / anno 5 h/ giorno lavorativo N linee di pre-trattamento 2 Capacità impianto: Capacità giornaliera impianto Capacità oraria impianto Capacità oraria per linea t/a t/g 38.5 t/h t/h Condizioni di impiego: temperature capannone: da +10 a + 40 C 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 11 di 71

13 2.6 TRITURAZIONE Il rifiuto conferito all interno del bunker di accettazione viene caricato tramite pala gommata munita di cabina pressurizzata all interno delle tramogge dei trituratori bialbero per la riduzione volumetrica del rifiuto in entrata. Il trituratore lento a due alberi è adatto per materiali di tipo più diverso numero trituratori installati 2 potenza installata 160 kw cadauno numero rotori per singolo trituratore 2 portata massima per singolo trituratore fino a 60 t/h portata da trattare per singolo trituratore t/h DESCRIZIONE: Il trituratore primario agisce da riduttore volumetrico dell input dell impianto, rendendolo adatto alla fase successiva. Immagine tipica trituratore lento bialbero 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 12 di 71

14 Considerato il quantitativo giornaliero di materiale in entrata, i due trituratori risultano essere ideali per una gestione dei flussi. Si ha infatti: t/a 312 = t/giorno Ovvero = t/ giorno per singola linea Il calcolo rende evidente la capacità della doppia linea di supplire a condizioni particolari come ad esempio manutenzioni ordinarie o straordinarie su una linea, intervenendo con una maggiorazione temporanea del lavoro di una linea. 2.7 MISCELAZIONE DEL MATERIALE NEI PULPER Una volta superata questa fase l input viene inviato tramite trasportatori a coclea, ai pulper per la miscelazione della frazione organica con l acqua di processo, al fine di creare una soluzione pompabile all interno dei digestori. numero pulper installati 4 potenza installata 4 X 132 kw rendimento massimo per singolo pulper fino a 60 t/h Volume utile del pulper 12 m 3 Tempo di lavoro per carica 30 minuti Numero cariche giornaliere per pulper 10 Dati di dimensionamento pulper: input rifiuti organici triturati t/a acqua in aggiunta totale t/a t/a 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 13 di 71

15 I dati tecnici permettono di stabilire la capacità di trattamento per singolo pulper: 12 m 3 X 10 cariche = 120 m 3 /g trattamento totale = t/a 461 t/g 92.3 t/h trattamento per singolo pulper = 92.3 t/h 4 = 23.1 t/h pulper Capacità oraria pulper = 24 t/h Il pulper (spappolatore) ha la funzione di trasformare i componenti solidi organici in una sospensione pompabile (soluzione materiale). La potenza elettrica del motore di azionamento viene apportata nel sistema per mezzo dell elica (rotore di spappolamento) e un disco disperdente (pezzo di usura) applicato all estremità dell albero. Immagine tipica pulper (spappolatore) 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 14 di 71

16 Il funzionamento del pulper permette altresì di operare un prima separazione dei materiali più pesanti, inerti e non fermentescibili (vedi schema di flusso dell impianto), che vengono estratti per gravità dallo stesso attraverso un sistema a doppia pompa ed inviati a stoccaggio definitivo. frazione pesante separata output dai pulper t/a t/a Con il trattamento nel pulper si raggiungono sostanzialmente i seguenti obiettivi: triturazione e sfibratura spinta delle sostanze biologicamente degradabili separazione idraulica (galleggiamento/sedimentazione) delle sostanze estranee realizzazione di una sospensione di rifiuti biologici mescolabile e pompabile con un residuo secco di ca. il % in peso L intero processo di miscelazione, comprese le fasi di riempimento e di svuotamento, è impostato su un tempo di ca. 30 minuti per pulper. 2.8 VAGLIATURA E PRESSATURA La fase di vagliatura e pressatura risponde alla necessità di eliminare le frazioni non fermentescibili e non pompabili rimaste all interno della sospensione dopo la fase di separazione già attuata all interno dei pulper. numero vagli installati 2 potenza installata 2 X 4 kw capacità 250 m³/h dati di dimensionamento scarico singolo pulper 12 m 3 tempo di scarico 3 minuti portata di scarico 240 m 3 /h 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 15 di 71

17 Il vaglio previsto per le linee dell impianto in progettazione è del tipo a piano inclinato con stella a 12 raggi 166 mm in materiale resistente a oli e grassi, con elementi pulenti Immagine tipica vaglio stellare La pressa intercetta il sovvallo separato in fase di vagliatura recuperando la frazione liquida in esso contenuta, avendo essa un contenuto di sostanze fermentescibili. Il sovvallo pressato viene inviato ad un cassone per lo smaltimento. Il bilancio di massa prevede la separazione in questa fase di un quantitativo di sovvalli pari a circa t/a. Tale quantitativo è pari a circa il 15 % del totale del rifiuto organico in ingresso all impianto. Tale dato è stato assunto sulla base della nostra esperienza a titolo cautelativo per il dimensionamento dei macchinari inseriti nella fase di pretrattamento. Il valore reale sarà direttamente dipendente dalla qualità del rifiuto in ingresso e dunque in base alla quantità di rifiuti non fermentabili e compostabili presenti. 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 16 di 71

18 2.9 DISSABBIATORE In posizione sottostante rispetto ad ognun vaglio è presente una vasca di raccolta del substrato; la vasca è separata mediante una parete di sfioro; i materiali solidi quali sabbia, ecc. vengono asportati dalla vasca di raccolta per mezzo di coclee di estrazione; gli eventuali materiali leggeri galleggianti possono essere semplicemente schiumati. Nelle fasi di dissabbiatura e nella precedente fase di separazione avvenuta all interno dei pulper il bilancio di massa prevede la separazione di un quantitativo di inerti pari a circa t/a. Tale quantitativo è pari a circa il 3 % sul totale del rifiuto conferito FRANTUMATORE Il materiale in uscita dal dissabbiatore viene fatto confluire, attraverso opportuna pompa, alla sezione di digestione anaerobica. Tale tragitto è caratterizzato dalla presenza di un frantumatore inserito nel tubo di afflusso che ha lo scopo di sminuzzare eventuali fibre presenti nel substrato avviato verso il serbatoio di sospensione grezza. numero trituratori installati 2 portata 150 m 3 /h cadauno potenza installata 2 X 18,5 kw 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 17 di 71

19 2.11 LA FERMENTAZIONE SERBATOIO SOSPENSIONE GREZZA Il materiale che ha subito la fase di pre-trattamento passa al serbatoio di sospensione grezza, dal quale viene poi pompato all interno del digestore. Il serbatoio è costituito da due vasche aventi volume 30 m 3 ognuna per un totale di 60 m 3. input al serbatoio 425 t/giorno ( 425 m 3 /giorno) numero serbatoi 2 volume utile 2 X 30 m 3 volume al digestore al giorno tempo di permanenza 425 m 3 /giorno 3.h 23 min circa Il tempo di permanenza all interno del serbatoio di sospensione grezza deve avere una durata minima, al fine di evitare che il materiale altamente fermentescibile stazioni a lungo iniziando anticipatamente la fase metanigena del processo. Ciò ha dunque ripercussioni positive sulla produzione di biogas dell impianto DIGESTORI Il digestore è un serbatoio in acciaio con un rivestimento protettivo delle superfici che vanno a contatto con il gas. Prima di entrare nei reattori il substrato viene riscaldato in uno scambiatore di calore a doppio tubo ad una temperatura di ca. 38 C, in regime dunque mesofilo. Come fluido riscaldante viene utilizzata l acqua di raffreddamento del motore dell impianto di cogenerazione. input t/a numero digestori 2 volume utile 2 X 4200 m 3 giorni permanenza scelti 23 volume necessario considerati i giorni di permanenza circa m 3 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 18 di 71

20 L alimentazione ai digestori viene costantemente misurata e tenuta sotto controllo con appositi strumenti. Poiché sotto il profilo del processo biologico è opportuno che l alimentazione sia il più possibile uniforme, è previsto che ogni reattore venga alimentato più volte al giorno. Il processo biochimico anaerobico si sviluppa in diverse fasi. In particolare i batteri metanigeni, in quanto strettamente anaerobi, reagiscono in modo sensibile alle variazioni di ph e di carico. Nel modello di formazione del metano le fasi di idrolisi, di formazione di acidi e di formazione del metano si susseguono l una dopo l altra come segue. decomposizione acido butirrico: C 3 H 7 COOH + 2H 2 O 2CH 3 COOH + 2H 2 decomposizione acido propionico: C 2 H 5 COOH + 3H 2 O CH 3 COOH + 3H 2 + H 2 CO 3 formazione di metano: CH 3 COOH CH 4 + CO 2 CO 2 + 4H 2 CH 4 + 2H 2 O Per il trattamento del substrato di fermentazione è stato scelto un processo con fase di fermentazione mesofila che offre i seguenti vantaggi: tecnologia di processo semplice elevata decomposizione dei componenti organici sicurezza di funzionamento grazie alla stabilità del processo biologico nel campo di temperatura mesofilo basso fabbisogno di energia termica costi di esercizio favorevoli Per questo processo di degradazione vengono impiegati dei digestori in cui avviene un continuo rimescolamento completo per mezzo di apparati agitatori disposti perpendicolarmente all asse del contenitore. Ciò permette di evitare fenomeni di sedimentazione e di garantire un nutrimento uniforme ai microrganismi nonché di omogeneizzare il ph e la temperatura all interno del digestore. Il tempo di permanenza idraulica della sospensione nei reattori è di ca. 22 giorni. Durante questo periodo si può avere un abbattimento del 50 % - 90% della sostanza secca organica introdotta. 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 19 di 71

21 Il gas prodotto viene mandato in un serbatoio a secco (gasometro), mentre i resti di fermentazione passano al serbatoio di post-fermentazione. A seguito del trattamento la produzione in biogas stimata è la seguente: biogas t/a t/a biogas Nm3/a Nm3/a biogas Nm3/h Nm3/h 2.13 MISURA DEL LIVELLO DEL PH E DELLA TEMPERATURA I parametri fondamentali dei processo all interno dei digestori sono il livello del ph e della temperatura. Essi sono costantemente monitorati da un sistema elettronico, in grado di far scattare segnalazioni di allarme. Le sonde per la misurazione dei livelli suddetti sono molteplici e posizionate ad altezze diverse all interno del digestore, al fine di monitorare al meglio l intera misura del digestore stesso. Il sistema di sicurezza meccanico sul lato gas consiste in una valvola di sovra- e sotto- pressione SERBATOIO SOSPENSIONE FERMENTATA Alla fine del processo di fermentazione i residui vengono inviati nel serbatoio di post fermentazione, avente volume pari a 250 m 3. SERBATOIO SOSPENSIONE FERMENTATA t/a input sospensione t/a Dimensionamento serbatoio Giorni all'anno 365 d/a Input al giorno 346 m 3 /d Giorni di permanenza scelti 17h 20 min Volume a disposizione 250 m 3 Dal serbatoio di post fermentazione il substrato passa poi al successivo stadio di disidratazione. 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 20 di 71

22 2.15 DISIDRATAZIONE DEI RESIDUI DI FERMENTAZIONE Il substrato fermentato in uscita dal contenitore di post fermentazione viene inviato con pompe allo stadio di disidratazione, posizionato all interno del capannone esistente denominato EDIFICIO PREPARAZIONE MISCELA che ospitava originariamente la zona di ricevimento rifiuti e le apparecchiature di selezione del vecchio impianto. Tali apparecchiature sono rimosse completamente per ottenere un area libera completamente disponibile alla preparazione della miscela digestato/strutturante prevista nella nuova configurazione impiantistica. In questo stadio avviene la separazione del substrato in una fase liquida ed in una fase solida. Queste operazioni avvengono in ambiente chiuso e non comportano fuoriuscita di arie esauste (per una trattazione specifica del sistema di captazione aria si rimanda al capitolo dedicato). Per la disidratazione del substrato è previsto l impiego di centrifughe tipo decanter. Nella disidratazione i resti di fermentazione possono raggiungere un contenuto di sostanza secca di ca. 30% e oltre. Per migliorare la disidratazione si aggiunge un flocculante mediante apposito sistema di preparazione e dosaggio. A tal fine è necessario disporre anche di acqua fresca. Il materiale disidratato in uscita dal decanter finisce all interno di apposito bunker di 300 mq da dove viene poi inviato alla zona di compostaggio (biocelle) previa miscelazione con lo strutturante triturato. L acqua centrifugata viene fatta passare attraverso un filtro per separare gli eventuali materiali di disturbo in essa presenti e di qui inviata in un pozzetto di pompaggio; da qui viene poi pompata nel serbatoio dell acqua di disidratazione (o di processo) per essere ricircolata nei pulper. L acqua in eccesso (frazione liquida in esubero) prodotta nell intero processo biologico viene avviata all apposito depuratore. DISIDRATAZIONE t/a input sospensione t/a output frazione disidratata (al compostaggio) frazione liquida (al ricircolo) t/a t/a 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 21 di 71

23 2.16 SERBATOIO ACQUA DI DISIDRATAZIONE (O DI PROCESSO) Al serbatoio acqua di disidratazione viene destinata l acqua di processo scaturente dalla stazione di disidratazione nei decanter. Lo sviluppo successivo segue due flussi. La maggior parte della acqua infatti, viene ricircolata all interno del processo di pre-trattamento nella fase di lavoro dei pulper. Ciò conduce ad un risparmio nel quantitativo di acqua utilizzata ai fini di processo. SERBATOIO ACQUA DI DISIDRATAZIONE Volume 650 m 3 frazione ai pulper frazione liquida in esubero t/a t/a 2.17 TRATTAMENTO ACQUE REFLUE IN ECCESSO La frazione liquida in esubero viene inviata all impianto di depurazione interno e quindi alla fognatura IMPIANTO GAS L impianto gas consiste nel sistema di convogliamento del gas con relative tubazioni e strumenti analitici di sicurezza nel gasometro formato da un serbatoio di accumulo a pallone a bassa pressione, nell impianto di recupero a cogenerazione e nella fiaccola di combustione. Per motivi di sicurezza l intera linea gas è provvista delle necessarie valvole di sicurezza e dei necessari dispositivi antideflagrazione. Il biogas ha un contenuto di metano del vol.-% ed un conseguente potere calorifico di 6,0-6,5 kwh/nm 3. Il contenuto di idrogeno solforato è fortemente dipendente dal materiali in ingresso GASOMETRO Il gas prodotto nei digestori viene inviato in un serbatoio di gas costituito da un contenitore separato a doppia membrana. La quantità di gas immagazzinata nel serbatoio varia in relazione alle quantità prelevate ed a quelle nuove introdotte. La membrana interna del serbatoio si adatta a queste variazioni di volume, innalzandosi o abbassandosi a seconda del grado di riempimento. 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 22 di 71

24 Come detto, il serbatoio gas è costituito da due membrane. La membrana interna, che contiene il gas, è circondata dalla membrana che ha una funzione protettiva. Una soffiante protetta contro le esplosioni invia con continuità aria (aria di sostegno) nell intercapedine tra la membrana interna e quella esterna, mantenendo quest ultima sempre gonfia e stabile anche in caso di neve e vento. Le membrane sono realizzate in telo in poliestere altamente resistente, rivestito in plastica su ambo i lati. Le membrane presentano una permeabilità minima al gas a fronte di una elevata resistenza ad agenti atmosferici, raggi UV, attacco di funghi e muffe, nonché un estrema flessibilità e robustezza. Il gas viene prelevato con continuità dal serbatoio attraverso la stazione di compressione e inviato all impianto di cogenerazione o alla fiaccola. Così, in linea di principio, non vi è necessità di alcun deposito permanente per il biogas, bensì solamente di un polmone per far fronte alle oscillazioni nella produzione di gas e per regolare la pressione e il volume per il funzionamento dell impianto di cogenerazione. Il serbatoio gas è stato posizionato nella zona ovest dell impianto all interno di un complesso cogenerazione costituito inoltre dai un modulo di cogenerazione, dalla stazione compressione gas e dalla torcia. Tutti i macchinari facenti parte di questo complesso cogenerazione sono posizionati in modo tale da rispettare una fascia di rispetto di 5 m l uno dall altro. Volume m 3 Produzione di biogas Nm3/h Planimetria complesso cogenerazione 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 23 di 71

25 2.20 STAZIONE DI COMPRESSIONE GAS Ai bocchettoni di uscita dai reattori il biogas ha una pressione di ca. 10 mbar. Mediante idonee apparecchiature di aspirazione e di convogliamento il biogas viene aspirato dai reattori, compresso e inviato ai punti di utenza. Il biogas è composto prevalentemente da metano e anidride carbonica, nonchè in percentuali minori da azoto, ossigeno, idrogeno ed altri gas in traccia. Il gas viene trasportato con un umidità relativa di ca. 100 % ed una temperatura di ca. 37 C. Il condensato che si forma lungo il tragitto di trasporto per effetto del raffreddamento del biogas viene separato mediante appositi separatori di condensa e raccolto in un pozzo o contenitore del condensato. Tutte le apparecchiature necessarie per il trasporto del biogas sono situate nella stazione di compressione gas. La stazione di compressione gas è concepita in funzione dell impianto di cogenerazione ed è integrata nello stesso container di tale impianto. La stazione di compressione gas contiene tutte le apparecchiature impiantistiche necessarie per il trasporto, la misurazione, la regolazione ed il controllo del biogas. I parametri di funzionamento della stazione di compressione gas vengono rilevati tramite diversi apparecchi di misura situati nel vano macchine e automaticamente convertiti in segnali di comando dagli apparecchi alloggiati nella cabina elettrica. Anche i comandi della fiaccola sono alloggiati nella stessa cabina elettrica. I comandi dell impianto sono basati sull impiego di relè e di apparecchiature di regolazione convenzionali. I dispositivi elettrici ed i motori per il comando e la regolazione del sistema di utilizzo del biogas sono ampiamente collaudati e comprovati attraverso pluriennali esperienze di impiego in impianti dello stesso tipo. La stazione di compressione gas è equipaggiata di tutti gli strumenti di misura necessari per la registrazione, il comando, la regolazione ed il controllo di tutti i parametri relativi all impianto POZZO DEL CONDENSATO Nei punti più bassi delle tubazioni del gas sono previsti dei pozzetti per la raccolta e l eduzione del condensato. Il condensato così raccolto viene inviato per mezzo di una pompa al depuratore. La pompa è azionata tramite un sistema di misura di livello. Produzione condensato 274 t/a 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 24 di 71

26 2.22 IMPIANTO DI COGENERAZIONE input cogeneratore metano potenza del biogas immessa al motore potenza elettrica erogata (teorica) Nm3/a kw kw el. Lo sfruttamento energetico del biogas avviene tramite combustione in un motore a gas, direttamente accoppiato al generatore di corrente. L impianto di cogenerazione è così detto in quanto sfrutta il biogas per produrre sia corrente elettrica che calore. La centrale di cogenerazione è una centrale compatta i cui i componenti necessari per l utilizzo del biogas sono tutti alloggiato all interno di una unità-container. numero cogeneratore installati 1 potenza elettrica nominale 2000 kw el efficienza elettrica 42 % efficienza termica 43,8 % Il motore, oltre a generare elettricità, produce anche energia termica. L energia termica viene prelevata sotto forma di acqua di raffreddamento del motore e di gas di scarico ed utilizzata per scopi di riscaldamento, quali: riscaldamento di biomasse o substrati mantenimento temperatura all interno dei digestori riscaldamento di edifici Il gas di scarico viene scaricato nell ambiente per mezzo di un camino. L energia elettrica prodotta dal generatore viene sincronizzata con la rete e può quindi essere immessa nella rete pubblica, oppure essere utilizzata per i consumi interni dell impianto. L impianto di cogenerazione è concepito per un esercizio completamente automatico con biogas e funzionamento in parallelo alla rete. 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 25 di 71

27 L impianto di cogenerazione è costituito dai seguenti componenti fondamentali: il sistema di tubazioni del gas La posa delle tubazioni a partire dal serbatoio del gas fino alla linea di regolazione gas dei motori a gas è effettuata in conformità alla normativa vigente. Tutte le tubazioni sono realizzate nella qualità idonea linea di regolazione gas La linea di regolazione gas è parte integrante del gruppo motore ed ha la funzione di fornire al motore la quantità e la pressione di gas necessaria. La linea di regolazione gas può svolgere questa funzione allorché il ventilatore radiale è in grado di fornire la pressione di 80 mbar necessaria per il sistema del gas. Valvole Valvole per il blocco delle tubazioni del gas. Apparecchio dissipatore a piano Apparecchio di raffreddamento per lo smaltimento nell ambiente del calore dell acqua di raffreddamento. Sistema olio di lubrificazione L olio fresco e l olio esausto vengono conservati in serbatoi a doppia parete. Tramite un contenitore giornaliero d olio viene compensato il consumo naturale d olio del motore. Una volta esaurito il tempo di utilizzo previsto dell olio, questo viene scaricato tramite un apposito circuito separato nel serbatoio dell olio esausto. Impianto gas di scarico I gas di scarico vengono scaricati attraverso il silenziatore primario e secondario nell ambiente. Per lo scarico è prevista un camino di uscita standard a 10 m di altezza dalla fondazione. Container L impianto è installato in uno speciale container 40 dotato di idoneo isolamento termico e acustico. 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 26 di 71

28 2.23 DATI TECNICI DEL MOTORE DI COGENERAZIONE Dati tecnici DEUTZ TCG 2020 V20 Impianto di cogenerazione DEUTZ tipo TCG 2020 V20 alimentazione Biogas da digestione anaerobica rumorosità 65 db(a) a 10 m Emissioni gassose Carbonio organico totale (COT) 110 mg/nm3 Monossido di carbonio (CO) 450 mg/nm3 Ossidi di azoto (NO2) 400 mg/nm3 Composti inorganici del cloro (HCL) 6 mg/nm3 Composti inorganici del fluoro (HF) 1,5 mg/nm3 Dati tecnici Motore giri motore 1/min alesaggio/corsa mm 170 / 195 cilindrata dm³ 88,5 compressione 13,5:1 velocità media pistone m/s 9,8 contenuto olio lubrificante dm³ 300 consumo olio lubrificante a regime motore g/kwh 0,20 temperatura ritorno/mandata acqua di raffred. (termoret.) C 80/93 Prestazioni 100% 75% 50% potenza motore ISO3046/1kW pressione eff. media bar 18,6 13,9 9,4 temperatura gas di scarico C peso gas di scarico kg / h portata gas (ISO3046/1) kg / h _RE_Rev00.doc Pagina 27 di 71

29 Generatore - MJB 560LA 4 50 Hz 1500 rpm Bilancio Energetico potenza elettrica (cos j = 1) kw calore acqua di raffreddamento kw calore gas di scarico fino a 150 C kw irraggiamento motore kw irraggiamento generatore kw potenza immessa kw resa elettrica 42,0% 41,1% 39,2% resa termica 43,8% 44,7% 46,7% resa complessiva 85,8% 85,8% 85,9% Ventilazione impianto portata d aria a 15 C (compr. aria di comb.) kg/h contropress. gas di scarico mbar 30 / 50 pressione alimentazione gas (regolabile) mbar peso (motore) kg ca peso (impianto) kg ca _RE_Rev00.doc Pagina 28 di 71

30 2.24 TORCIA Se il motore a gas non è in funzione e il livello del gas nel serbatoio gas raggiunge il limite di soglia interviene un interruttore a pressione che attiva la torcia ad alta temperatura, la quale a sua volta viene accesa mediante un accensione esterna. L avvio dell impianto a torcia avviene in concomitanza con il superamento di un prestabilito valore di soglia della pressione nel sistema di distribuzione del gas, pari a ca mbar. Il percorso del gas dal reattore alla torcia è costruito in modo tale che in caso di interruzione della corrente elettrica gli organi di blocco passano automaticamente in un posizione di "apertura" e la torcia può essere accesa in modo sicuro tramite un dispositivo di accensione di emergenza. In tal modo si garantisce che in caso di interruzione totale dell impianto (interruzione di corrente) nel reattore non si crei alcun tipo di sovra-pressione. Al fine di distruggere le sostanze organiche nocive contenute nel biogas, la torcia è concepita come camera di combustione non isolata, dotata di bruciatori a iniezione. La combustione avviene in condizioni di sufficiente eccesso d aria. La torcia è dotata di tutti i dispositivi necessari per l esercizio automatico. I comandi della torcia sono alloggiati nella cabina elettrica della stazione di compressione gas. Essa può essere azionata direttamente dall impianto elettrico o essere attivata tramite un segnale esterno. Il sistema di tubazioni che porta al bruciatore ad iniezione è protetto verso il bruciatore (fonte di accensione) da dispositivi di sicurezza contro il ritorno di fiamma e di controllo della temperatura. La valvola del motore viene aperta solo nel momento in cui una sonda UV registra la fiamma del bruciatore di accensione. Lo svolgimento delle suddette operazioni di accensione è controllato dal sistema automatico di combustione del gas, che viene attivato tramite dispositivo di controllo a pressione. La portata della torcia installata è pari a 900m 3 /h TELERISCALDAMENTO Una porzione dell energia termica generata nel cogeneratore verrà utilizzata a fini impiantistici per mantenere la temperatura interna al digestore costantemente in regime mesofilo mentre l altra parte di energia di energia verrà utilizzata per realizzare un impianto di teleriscaldamento per il consorzio dei comuni dei navigli distante circa 1000 m dal cogeneratore. Di seguito elenchiamo tabella riassuntiva del bilancio energetico del cogeneratore: 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 29 di 71

31 Bilancio Energetico Potenza 100% 75% 50% calore acqua di raffreddamento kw calore gas di scarico fino a 150 C kw irraggiamento motore kw irraggiamento generatore kw potenza immessa kw resa elettrica 42,0% 41,1% 39,2% resa termica 43,8% 44,7% 46,7% resa complessiva 85,8% 85,8% 85,9% 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 30 di 71

32 3 SEZIONE COMPOSTAGGIO 3.1 PREMESSA Il progetto di impianto per il compostaggio posto a valle della fase di digestione anaerobica progettato sulla base delle strutture preesistenti nell impianto di compostaggio di Albairate (MI) traduce le caratteristiche strutturali precedenti in un sistema adatto alla bio-ossidazione del digestato per la produzione di un ammendante di qualità. 3.2 DESCRIZIONE DETTAGLIATA DEL SISTEMA IMPIEGATO PER LA COSTITUZIONE DELLA MISCELA DA AVVIARE A COMPOSTAGGIO Il materiale proveniente dalla fase di digestione (il digestato) viene convogliato nel capannone A zona di miscelazione (vedi planimetria generale 2.2 PGP) ove sono presenti i disidratatori (decanter) di cui ai paragrafi precedenti. Planimetria zona miscelazione verde digestato e biostabilizzazione 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 31 di 71

33 Il materiale viene qui miscelato al materiale strutturante triturato. La triturazione del materiale strutturante viene effettuata tramite trituratore del verde su platea di stoccaggio dedicata. Il materiale viene trasportato tramite pala gommata all interno della zona di miscelazione. In base al bilancio ponderale scaturente dai nostri studi, la composizione del materiale oggetto della fase di compostaggio sarà il seguente: MATERIALE DA TRATTARE Frazione dall'impianto di digestione: t/a Potenzialità oraria 12,9 t/h Potenzialità giorno 64,5 t/d Peso specifico 0,65 t/m³ Volume da trattare giorno 99,27 m³/d Volume da trattare anno ,95 m³/a VERDE triturato: t/a Potenzialità oraria 4,8 t/h Potenzialità giorno 24,0 t/d Peso specifico 0,35 t/m³ Volume da trattare giorno 68,68 m³/d Volume da trattare anno ,64 m³/a SOVVALLO di ricircolo: t/a Potenzialità oraria 1,6 t/h Potenzialità giorno 8,2 t/d Peso specifico 0,35 t/m³ Volume da trattare giorno 23,51 m³/d Volume da trattare anno 7.333,95 m³/a 3.3 EDIFICIO PREPARAZIONE MISCELA La preparazione del mix da compostare avviene all interno dell edificio MISCELAZIONE VERDE- DIGESTATO (circa 900 m 2 ). Tutte le operazioni di miscelazione avvengono in ambiente chiuso e mantenuto in leggera depressione per evitare qualsivoglia fuoriuscita di odori sgradevoli. 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 32 di 71

34 Il mix da compostare è costituito da tre flussi: il flusso del digestato proveniente dalla sezione di digestione, il materiale ligneo cellulosico ed il sovvallo di ricircolo (frazione legnosa grossolana non decomposta). Foto tipica digestato in uscita da fase di digestione anaerobica La realizzazione del mix avviene tramite pala gommata che preleva il materiale dai bunker di stoccaggio e lo dirige alla zona biocelle posta nella porzione di capannone collegata. Le operazioni di creazione della miscela avvengono contro una parete rinforzata. 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 33 di 71

35 3.4 BUNKER DI STOCCAGGIO Considerate le superfici a disposizione e le necessità legate alla miscelazione del materiale costituito da tre flussi nonché esigenze logistiche determinate: dalla struttura architettonica esistente dalle necessità dinamiche della pala gommata atta all effettuazione della miscelazione Planimetria zona stoccaggio materiali abbiamo predisposto una logistica di stoccaggio materiali visibile nella figura precedente e quantificabile come segue: 1. zona interna stoccaggio verde triturato 1 gg 2. zona interna stoccaggio digestatoe miscelazione 1 gg 3. zona interna stoccaggio sovvallo 1 gg 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 34 di 71

36 3.5 COMPOSIZIONE MISCELA Sulla base dei dati prodotti nella tabella precedente, si desume che le percentuali dei materiali in entrata alla sezione di bio-ossidazione sono le seguenti: digestato = 67 % in peso strutturante = 33 % in peso TRATTAMENTO Compostaggio FORSU/STRUTTURANTE: POTENZIALITA' IMPIANTO 100% t/a FRAZIONE DALL'IMPIANTO DI DIGESTIONE 67% t/a STRUTTURANTE 33% t/a Potenzialità oraria 19,4 t/h Potenzialità giorno 96,8 t/d Peso specifico 0,60 t/m³ Volume da trattare giorno 161,32 m³/d Volume da trattare anno ,04 m³/a N.B.: si sottolinea come che la proporzione digestato/strutturante sopracitata sia cautelativa. Pertanto, essendo anche la condizione peggiore per i volumi da trattare, questa sarà utilizzata per le verifiche dei tempi di dimensionamento della fase di compostaggio. Il rapporto strutturante/digestato potrà subire variazioni in funzione delle caratteristiche dei materiali miscelati: saranno comunque sempre garantiti il corretto rapporto C/N, nonché la porosità e l umidità entro i range ottimali per l innesco dei processi aerobici. 3.6 PLATEA DEL VERDE Il materiale ligneo-cellulosico è generalmente costituito da sfalci e ramaglie e rappresenta un ingrediente fondamentale al fine di condurre un processo di compostaggio ottimale, in quanto in grado di evitare che il materiale in biocella si comprima impedendo all aria di penetrare e passare al suo interno. La platea per lo stoccaggio del materiale in attesa si essere triturato è adiacente al capannone MISCELAZIONE VERDE-DIGESTATO e assicura un volume di stoccaggio superiore a m 3. In questa zona è posizionato il trituratore del verde. 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 35 di 71

37 3.7 TRITURATORE DEL VERDE Il trituratore del verde è concepito per la triturazione di ramaglie e legname.il materiale da triturare viene inserito all interno di una bocca di alimentazione delle dimensioni di 460 X mm.. La capacità di lavorazione va da 80 a 140 m3/h a seconda della consistenza del materiale da trattare. 3.8 FASE ACT Terminata la fase di miscelazione, il materiale viene caricato all interno delle biocelle, tramite pala gommata, all interno delle quali avviene il processo di biossidazione accelerata. Le caratteristiche delle biocelle esistenti sono le seguenti: n di biocelle disponibili 5+1 dimensioni utili cadauna: 30 x 4 x 2,5 m; 34 x 4 x 2,5 m; capacità utile di carico miscela: 300 m₃ utili (340) Durata di un ciclo di processo della cella: 9 gg durata della fase di prima maturazione: 35 gg durata della fase di seconda maturazione: 27 gg Il compost grezzo è posto in cumulo statico (ovvero senza rivoltamento meccanico) nelle celle di compostaggio per un periodo di 9 giorni. 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 36 di 71

38 Foto tipica ingresso biocelle a caricamento frontale 3.9 DESCRIZIONE DELLE BIOCELLE DI COMPOSTAGGIO (ESISTENTI) Il sistema esistente utilizza il sistema Ladurner che consiste essenzialmente nel trattare la massa fresca da compostare (rifiuti) in Box realizzati in cemento armato a tenuta stagna, nei quali avviene una fermentazione accelerata in 4 fasi : fase 1: raggiungimento di una temperatura di esercizio di circa 40 C fase 2: fase centrale di degradazione con temperatura tra 40 e 50 C fase 3: igienizzazione del materiale, con una temperatura dell'aria di scarico di circa 60 C, per un periodo di ca. 3 giorni fase 4: raffreddamento del compost fresco ed eliminazione dell'umidità in eccesso (per la post-fermentazione l'umidità del materiale in uscita deve essere ca. del 45%). 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 37 di 71

39 Durante la fermentazione accelerata, mediante un apporto di aria controllato in relazione al processo biologico in atto, si ottiene, in un tempo brevissimo, una degradazione microbiologica delle sostanze organiche facilmente degradabili. Come prodotti di risulta si generano gas e vapori, in particolare CO2 e H2O, mentre rimangono le sostanze organiche più difficilmente degradabili. Il processo nel box viene regolato in funzione del valore massimo di CO2 prodotta, assicurando i valori ottimali di umidità, di temperatura e di concentrazione di O2 nel materiale. Le biocelle La fermentazione accelerata si svolge all'interno delle biocelle, che sono completamente a tenuta stagna, in cemento armato gettato in opera. Lo spazio sotto il pavimento forato è suddiviso, trasversalmente rispetto alla lunghezza del box, in settori che possono essere alimentati con l'aria in modo differenziato, in relazione alle esigenze del processo. Le pareti sono rivestite esternamente con uno strato isolante di polistirolo espanso di 10 cm, protetto a sua volta da una rete e da uno strato sottile di intonaco. Anche il tetto del box è rivestito da uno strato di polistirolo espanso ricoperto da un pannello di compensato, in modo da renderlo calpestabile. Grazie a questo cappotto termico la fermentazione all'interno del box può svolgersi in modo del tutto indipendente dalle condizioni climatiche esterne. 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 38 di 71

40 COMPOSTAGGIO LADURNER fasi del processo di bioossidazione 2 I II III IV 100 1, , Tempi di bioossidazione accelerata in giorni temperatura portata aria produzione CO2 massa Durante la fermentazione accelerata, mediante un apporto di aria controllato in relazione al processo biologico in atto, si ottiene, in un tempo brevissimo, una degradazione microbiologica delle sostanze organiche facilmente degradabili. Come prodotti di risulta si generano gas e vapori, in particolare CO2 e H2O, mentre rimangono le sostanze organiche più difficilmente degradabili. 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 39 di 71

41 Il processo nel box viene regolato in funzione del valore massimo di CO2 prodotta, assicurando i valori ottimali di umidità, di temperatura e di concentrazione di O2 nel materiale. La massa fresca da compostare viene caricata sul fondo forato del box dal davanti, mediante una pala gommata, fino ad una altezza che può variare in quanto dipende dal peso specifico, dalla pezzatura e dall'umidità del materiale. Un ulteriore vantaggio di questa suddivisione in settori è quello di poter aerare anche una sola porzione del box, nel caso che questo sia riempito solo parzialmente. Ciò significa che i rifiuti possono essere caricati nel box il giorno stesso del loro conferimento, evitando che rimangano stoccati per lungo tempo e che quindi possano dar luogo a emissioni maleodoranti nel capannone o all'aperto. Fanno eccezione solo i rifiuti vegetali utilizzati come materiale di struttura, che devono rimanere stoccati fino al momento in cui devono essere miscelati con gli altri rifiuti biologici, ma che comunque, proprio per la loro natura, non presentano problemi di emissioni. Allorchè il fondo del box è stato caricato fino all'estremità anteriore, si chiude la grata interna di contenimento e si riempie anche lo spazio retrostante. Dopodiché si chiude anche il portellone anteriore dotato di guarnizione perimetrale per garantire la completa tenuta stagna. Per realizzare le condizioni climatiche ottimali per il processo di bioossidazione sono disponibili tre distinti flussi di aerazione, regolabili separatamente in modo completamente automatizzato in funzione del fabbisogno di ossigeno, ovvero della produzione di CO2, e della temperatura della biomassa. Tali flussi sono: aria fresca (aspirata dalla zona di pretrattamento/capannone) aria di ricircolo non raffreddata aria di ricircolo raffreddata Aerazione, depurazione aria di scarico, regolazione del processo Sistema computerizzato di aerazione con impianto di depurazione dell'aria di scarico L'aria, nell'attraversare la massa in fermentazione, si carica di CO2 e di sostanze maleodoranti. Quest'aria, aspirata dal tetto del box, a seconda delle necessita può essere miscelata direttamente con aria fresca (aria di ricircolo non raffreddata), oppure passare attraverso uno scambiatore di calore aria/acqua, per poi essere reintrodotta nel circuito di aerazione come aria di 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 40 di 71

42 ricircolo raffreddata da miscelare con aria fresca, o inviata al biofiltro per essere depurata e quindi scaricata all'esterno (in relazione alla quantità di aria fresca in gioco). Il computer regola l'intero processo di fermentazione secondo un programma prestabilito, in funzione della temperatura e della concentrazione di ossigeno, ovvero della CO2 misurata nell'aria di scarico, mediante una cosiddetta "logica Fuzzy". La regolazione, impostata in base alla produzione massima di CO2, garantisce le condizioni ideali di umidità, di temperatura e di concentrazione di ossigeno nella biomassa, durante l'intero processo di fermentazione. Mediante un idoneo dosaggio dell'aria di ricircolo con l'aria fresca si riesce a mantenere un livello di umidità dell'aria prossimo al 100%, cosicché si evita l essiccamento del materiale sul fondo e non risulta necessario irrigarlo con acqua durante il processo di fermentazione. La quantità di aria fresca necessaria per aerare i box viene prelevata dall'interno del capannone, consentendo così di effettuare anche un adeguato ricambio e aerazione dell'ambiente. E' previsto che il calore prodotto viene ceduto in atmosfera attraverso una torre di raffreddamento. Le sostanze odorose percepibili dall'olfatto umano sono solubili in acqua: Operando un raffreddamento è perciò possibile separare dall'aria di scarico queste sostanze maleodoranti. L'acqua di condensa presente nell'aria di scarico viene raccolta e, dopo opportuno trattamento, utilizzata come acqua di processo. Le eventuali acque di percolazione, che si raccolgono sotto il pavimento forato del box di compostaggio nei primi giorni di fermentazione, vengono pompate con regolarità in un pozzetto di raccolta. Di qui tali acque, fortemente inquinate, vengono sparse mediante ugelli dall'alto del box sul materiale in fermentazione e, grazie all'elevata temperatura, evaporano restando sempre all interno del circuito chiuso; si evita così di dover affrontare costosi trattamenti di depurazione per poterle smaltire all'esterno. Il sistema di ricircolo dell'aria permette, specie nelle stagioni fredde, quando anche il materiale da compostare è a bassa temperatura, di ridurre la durata della prima fase di fermentazione fino al raggiungimento della temperatura di regime. Anche durante la fase di igienizzazione il ricircolo dell'aria viene utilizzato per mantenere l'umidità e la temperatura nei box a livelli elevati, onde garantire l'eliminazione dei germi / patogeni anche sul fondo e nelle zone esterne della biomassa. Con il sistema di regolazione computerizzato è possibile anche il funzionamento con aria miscelata, al fine di garantire sempre i valori ottimali di CO2 e di temperatura. Regolazione computerizzata dell'aerazione Il processo di fermentazione viene costantemente tenuto sotto controllo per tutta la sua durata (7 giorni). Ad intervalli prestabiliti e regolabili i valori attuali dei diversi parametri vengono confrontati con quelli teorici, in modo da operare di conseguenza le necessarie variazioni. Il programma 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 41 di 71

43 computerizzato è in grado di regolare automaticamente l'andamento del processo di fermentazione distintamente in ogni box. Grazie alla concezione modulare dell'impianto di compostaggio è inoltre possibile impostare valori di soglia diversi per ogni box e anche per ogni carica. Tutti i dati vengono registrati ed elaborati in un computer centrale, e quindi essere resi noti sia sullo schermo che mediante stampante/plotter. Sono possibili elaborazioni statistiche dei dati di processo, in modo da poter evidenziare ed analizzare eventuali scostamenti rispetto all'andamento "normale". Ogni box può essere comandato sia dal quadro locale installato sul box stesso, sia dal computer centrale. Gli eventuali guasti o errori di funzionamento relativi a un box o a una singola carica vengono pure registrati e possono quindi dare utili indicazioni circa gli effetti sul processo di fermentazione. Attraverso l'indicazione delle temperature durante l'intero processo è possibile anche controllare l'igienizzazione di ogni singola carica.al termine del processo di fermentazione accelerata si ottiene di regola, dopo 7 giorni, un compost "fresco" con le seguenti caratteristiche: gradi di maturazione I II; attività respiratoria 0,60 0,40 mg CO2/gSS.h; prova di autoriscaldamento C. Durante il processo si ha una perdita di peso pari a circa il 25-50% rispetto a quello iniziale, a seconda delle caratteristiche dei materiali in ingresso (tipo e composizione). Mediamente la perdita è dell'ordine del 35%. Il compost fresco così ottenuto può essere direttamente utilizzato in cumuli per essere ulteriormente maturato DIMENSIONAMENTO FASE DI BIO STABILIZZAZIONE In relazione ai dati di progetto è possibile calcolare la capacità tecnica dell impianto in relazione al n di biocelle disponibili, al tempo di processo, al n di cicli anno per biocella, secondo la seguente relazione: n di biocelle disponibili 6 n di cicli anno (da 9 gg totali) per biocella (considerando una sosta per manutenzione di 5 gg lav.) 360/9= 40 n di cicli complessivi/ anno 40 x 6 biocelle = 240 ( prima 200) Considerando le caratteristiche previste per la miscela da trattare costituita da digestato al 67% e da materiali strutturanti al 33% (generalmente costituiti da scarti legnosi e sovvalli di ricircolo), che portano alla produzione di una miscela leggera e molto strutturata, con una densità apparente di 0,6 (6 q.li/m3), e altezza utile interna della miscela pari a m 2,5, la capacità reale della nuova biocella risulta essere : m 34 x 4 m 2,5 h= 340 m3 pari a 204 t. 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 42 di 71

44 L incremento di una unità di processo porterebbe la capacità annua teorica dell impianto, considerando ora 6 biocelle con cicli da 9 giorni cad. e un totale di 40 cicli anno, risulta essere: biocelle 5 x 40 cicli x 180 tons. = tons anno biocelle 1 x 40 cicli x 204 tons. = tons anno totale tons/anno = (capacità annua teorica) massima MODALITA DI GESTIONE DELLA FASE DI CURING Secondo lo schema di processo, il compost, dopo aver subito un passaggio in biocella di fermentazione (7 giorni), viene trasferito mediante pala gommata nelle aie di maturazione. La disposizione del materiale in area di maturazione è determinata dalla scelta del sistema di rivoltamento utilizzato che condiziona l uso dello spazio a disposizione per l allestimento dei cumuli; in questo caso si è deciso di utilizzare una macchina rivoltatrice di tipo side turn della Komptech, adatta a lavorare su cumuli alti fino a 3,5 m con disposizione tavolare ; Immagine tipica Komptech side- turn 1 La suddetta macchina rivoltatrice risulta innovativa per la capacità operativa e la maneggevolezza, e consente di ottimizzare lo spazio disponibile negli impianti garantendo nel contempo una ottima lavorazione del compost. 1.3_RE_Rev00.doc Pagina 43 di 71