La gestione dei rifiuti

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1 La gestione dei rifiuti Il Biodigestore e gli impatti sull ambiente e sulla salute Castelverde Tavola rotonda 19 marzo 2015 Ing. Francesco Montillo

2 DEFINIZIONE DI RIFIUTO Qualsiasi sostanza o oggetto derivante da attività umane o da cicli naturali, abbandonato o destinato all abbandono (D.P.R. 915/82) Qualsiasi sostanza o oggetto di cui il detentore si disfi o abbia l intenzione o abbia l obbligo di disfarsi (Direttiva 2008/98/CE)

3 I rifiuti si distinguono: in base alla provenienza - RIFIUTI URBANI - RIFIUTI SPECIALI in base alle loro caratteristiche - RIFIUTI NON PERICOLOSI - RIFIUTI PERICOLOSI rifiuti che contengono al loro interno un elevata dose di sostanze pericolose e/o inquinanti e che quindi devono essere trattati in modo da ridurne drasticamente la pericolosità

4 Rifiuti urbani Appartengono a tale categoria: rifiuti domestici anche ingombranti rifiuti provenienti dallo spazzamento delle strade rifiuti provenienti da aree pubbliche (strade, aree verdi, spiagge, corsi d acqua ecc.) rifiuti provenienti da attività cimiteriali

5 Rifiuti speciali Appartengono a tale categoria: rifiuti provenienti da attività agricole e agro-industriali rifiuti edilizi rifiuti industriali rifiuti da attività commerciali rifiuti sanitari macchinari e apparecchiature varie rifiuti provenienti da attività di recupero e smaltimento di rifiuti

6 RIFIUTI URBANI (RSU) Frazione secca Carta, vetro, plastica, metallo ecc. Frazione organica (FORSU) Residui di cibo o preparazioni alimentari e frazioni assimilabili Circa il 40% del totale

7 RIFIUTI URBANI (RSU) Negli ultimi decenni la composizione dei rifiuti urbani, nei paesi industrializzati, è passata da una predominanza di sostanza organica ad una composizione con elevata presenza di sostanze non degradabili o a bassa degradabilità

8 SISTEMI DI SMALTIMENTO DEI RIFIUTI Discarica La Circ. Min. Ambiente n del 06/08/13, in ottemperanza delle direttive CE (1999/31/CE e 2008/98/CE), obbliga al trattamento preventivo dei rifiuti prima che vengano posti in discarica Recupero di Energia - Inceneritore (Frazione Secca) - Biodigestore (Frazione Organica) Recupero di Materia - Riciclaggio (Frazione Secca) - Compostaggio (Frazione Organica)

9 Ripartizione percentuale della gestione dei rifiuti urbani nell anno 2013

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11 Ripartizione percentuale dei rifiuti in ingresso nei TMB nell anno 2013

12 FORSU Digestione Aerobica Degradazione della frazione organica del rifiuto da parte di microrganismi aerobi - COMPOST (Recupero di Materia) Digestione Anaerobica Degradazione della frazione organica del rifiuto da parte di microrganismi anaerobi che operano in assenza di O2 - DIGESTATO - BIOGAS (Recupero di Energia)

13 Digestione Aerobica Processo di trasformazione della frazione organica dei rifiuti solidi urbani e degli scarti biodegradabili della produzione agricola e industriale in terriccio (compost) e concime per il suolo agricolo Il trattamento avviene attraverso di un processo biologico aerobico durante il quale la materia organica biodegradabile subisce una fase di stabilizzazione ad opera di batteri che operano in condizioni di temperatura prossime ai 70 0 C

14 Digestione Aerobica Si parla di compostaggio quando la frazione organica, sottoposta al trattamento di digestione aerobica, deriva da processi di raccolta differenziata spinta Rifiuti compostabili - frazione organica dei RSU - rifiuti vegetali di coltivazioni agricole - segatura, trucioli, legno, sughero

15 FORSU In caso di rifiuti provenienti da raccolta indifferenziata non si può ottenere un prodotto adatto all uso agricolo. In tal caso si ottiene un prodotto definito FOS (Frazione Organica Stabilizzata) tramite la riduzione dell umidità e degli agenti patogeni La FOS viene solitamente impiegata in operazioni di CAPPING (copertura delle discariche) in quanto, una volta stabilizzata, riduce la capacità di dispersione di Biogas

16 Impianto a Biogas o BIODIGESTORE Impianto industriale costituito da: Impianto di pretrattamento del rifiuto o della Biomassa Reattori di fermentazione in cui avviene la digestione Serbatoi di stoccaggio del BIOGAS Camere di raccolta del DIGESTATO Centrale termoelettrica per la produzione di energia

17 Impianto a Biogas o BIODIGESTORE Immagine a scopo illustrativo

18 Ripartizione percentuale dei rifiuti in ingresso nei BIODIGESTORI nell anno 2013

19 Impianto a Biogas o BIODIGESTORE Impianto di pretrattamento del rifiuto o della Biomassa - Stoccaggio del rifiuto - Eliminazione della frazione non degradabile (inertiplastiche-metalli) - Omogeneizzazione della granulometria tramite triturazione

20 Impianto a Biogas o BIODIGESTORE Reattori di fermentazione in cui avviene la digestione I reattori di fermentazione sono dei serbatoi chiusi ermeticamente all interno dei quali i batteri aggrediscono la materia in assenza di O2. Molti impianti utilizzano oltre al rifiuto (o alle Biomasse) anche i liquami di origine animale [in rapporto 3:1] in quanto la resa del prodotto si ottimizza utilizzando più tipologie di sostanze organiche La temperatura di esercizio si aggira attorno ai C. Il materiale viene continuamente miscelato per garantire l omogeneità del processo e dopo pochi giorni si produce il Biogas

21 Impianto a Biogas o BIODIGESTORE Serbatoi di stoccaggio del BIOGAS Il Biogas viene raccolto in dei serbatoi di postfermentazione e viene stoccato in attesa di ulteriore trattamento

22 Impianto a Biogas o BIODIGESTORE Camere di raccolta del DIGESTATO Dopo la fermentazione il materiale solido, definito Digestato, viene convogliato in recipienti di cemento armato dove staziona per un diversi mesi

23 Impianto a Biogas o BIODIGESTORE Centrale termoelettrica per la produzione di energia Il biogas ottenuto nel processo viene utilizzato per la produzione di energia termica, tramite combustione in caldaia, oppure anche per la produzione di energia elettrica, attraverso gruppi di cogenerazione, con conseguente immissione in rete

24 Impianto a Biogas o BIODIGESTORE Fiamma a gas necessaria a bruciare l eccesso di metano incombusto Immagine a scopo illustrativo

25 Cos è il BIOGAS? E una miscela composta da diversi elementi allo stato gassoso prodotta dalla fermentazione dei batteri in condizioni di assenza di ossigeno

26 Cos è il BIOGAS? Del Biogas si usa solo il metano che è destinato alla combustione BIOGAS BIOMETANO Il Biogas viene depurato in modo da eliminare dalla sua composizione originaria quasi tutti gli elementi ad eccezione del metano (CH4)

27 Cos è il BIOGAS? La digestione anaerobica in un digestore è simile alla digestione anaerobica che avviene in ambiente naturale ma i due processi non sono uguali. D altra parte il Biometano è simile al Gas Naturale ma non è Gas Naturale.

28 Cos è il DIGESTATO? Materiale organico stabilizzato, prevalentemente allo stato semi-solido, frutto dello scarto della digestione anaerobica Il Digestato somiglia al Compost ma è di qualità inferiore Fino a maggio 2012 era classificato come rifiuto speciale secondo la direttiva CEE 75/442 (codici CER ) e come risulta dalla direttiva del Ministero dell'ambiente del 9 aprile 2002

29 Cos è il DIGESTATO? Contiene alte concentrazioni di azoto (N2) per cui se riversato sul terreno senza ulteriori trattamenti lo arricchisce di nitrati che, contaminando le falde acquifere, rendono l acqua non potabile Prima del suo utilizzo deve essere sottoposto ad un ulteriore trattamento, questa volta di digestione aerobica. In tal caso si ottiene un materiale che può essere utilizzato come fertilizzante, anche se non ha le stesse caratteristiche del compost

30 Digestione Aerobica Vs Digestione Anaerobica Poiché l utilizzo agronomico del digestato un rifiuto speciale di cui non è ammesso lo spandimento tal-quale presuppone un ulteriore trattamento consistente nel compostaggio dello stesso in apposite biocelle, il processo che ne risulta è sicuramente più complesso rispetto al semplice compostaggio diretto. Il proliferare di impianti di produzione di biogas basati sulla digestione anaerobica di rifiuti organici (non necessariamente urbani) è da attribuire più che ad una loro intrinseca convenienza economica o ancor meno a loro presunti vantaggi sul piano ambientale, alla distorsione prodotta da un sistema di incentivi che premiano in misura eccessiva l energia ottenibile da tale fonte. Fonte: ISDE - Italia

31 Digestione Aerobica Vs Digestione Anaerobica Nei Biodigestori, a causa delle temperature non sufficientemente elevate, i batteri patogeni, in assenza di pretrattamenti di sanificazione, si ritrovano significativamente nel digestato Durante il processo di compostaggio la temperatura in cui operano i batteri si aggira su valori prossimi a 70 C. Se la fase termofila è protratta per alcuni giorni, il compost prodotto risulta privo di agenti patogeni di origine umana e di parassiti

32 Rischi ambientali La combustione diretta del biogas sia pure depurato - in motori a combustione interna, presenta alcune criticità e comporta - non diversamente da ogni altro tipo di combustione - la produzione e la dispersione in ambiente di numerose sostanze chimiche. Alcune di queste sostanze sono particolarmente nocive per la salute umana, esponendo la popolazione residente in prossimità degli impianti a rischi non trascurabili

33 Rischi ambientali La combustione diretta del biogas causa l emissione in atmosfera di numerosi composti chimici, tra i quali sostanze nocive alla salute umana (alcune delle quali cancerogeni certi per l uomo): - CO2 - NOx - CO - PM10

34 Conclusioni Non è difficile intuire che gli impianti di produzione e combustione di biogas costituiscano un rischio non trascurabile per la salute dell uomo e dell ambiente circostante

35 Bibliografia Corti Andrea, Corso di Gestione dei Servizi e delle Tecnologie Ambientali, Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Siena Coop. Soc. Arcobaleno Segnali di senso, Un po di dati sui rifiuti in Italia; quanti sono, come sono, cosa ne dovremmo fare..., 2008 Coordinamento dei comitati del Lazio, La favola delle centrali a biomasse-biogas innocue ISDE Italia, Il trattamento della Frazione Organica dei rifiuti urbani (FORSU), 2015 ISPRA, Rapporto rifiuti urbani. Edizione 2014, 2014 Misiti Aurelio, Fondamenti di Ingegneria Ambientale, La Nuova Italia Scientifica, Urbino, 1995