la nostra tecnologia  nel  trattamento dei rifiuti

La nostra idea di base è "valorizzare anche i problemi" ; sia nel ciclo dei rifiuti con raccolta differenziata, sia in quello con raccolta indifferenziata, la gestione della "frazione organica", anche in considerazione della recente evoluzione normativa relativa all'utilizzo delle discariche, rappresenta un problema e quindi un "costo". 

Il percorso del compostaggio è idoneo in presenza di una attenta selezione dei materiali che difficilmente con le tecnologie generalmente utilizzate è possibile realizzare; la nostra proposta tecnologica prevede insieme alla valorizzazione energetica della frazione organica un innovativo processo di separazione con livelli di efficacia che risolvono questi limiti. Inoltre il "solo" compostaggio è possibile con processi che utilizzano l'energia, noi proponiamo di ricavare l'energia prima di compostare e con questa metodologia mandiamo in compostaggio materiali già stabilizzati e quindi privi di odori molesti e cariche batteriche attive.

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Impianti di digestione anaerobica FORSU

dal manuale APAT

Digestione anaerobica della frazione organica dei rifiuti solidi

Aspetti fondamentali, progettuali, gestionali, di impatto ambientale ed integrazione con la depurazione delle acque reflue

La direzione strategica verso cui si muove il sistema di gestione dei rifiuti è il miglioramento alla fonte della qualità delle matrici riutilizzabili e la riduzione della quantità dei rifiuti prodotti. Ciò al fine di contenere l'impatto sulla salute umana e l’ambiente e permettere di sviluppare le più appropriate tecnologie di trattamento.

Questo approccio comporta inevitabilmente considerazioni sulle fonti di energia utilizzabili ed il loro riflesso sull’ambiente attraverso un'ampia visione che non si limiti al bilancio locale o addirittura dell’impianto specifico, ma che consideri l’analisi dell’intero ciclo di vita dei materiali utilizzati, con particolare attenzione alle sostanze nocive presenti nelle materie prime e nei rifiuti.

Irrinunciabilmente, quindi, la strategia passa per quella che è ormai prassi dovuta per legge: la raccolta differenziata, il riciclaggio e la valorizzazione delle risorse seconde. In questo contesto potrà assumere una funzione sempre più importante il trattamento della frazione organica dei rifiuti mediante digestione anaerobica, che consente di abbinare il recupero di materia al recupero di energia.

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La nostra innovativa tecnologia ci consente di trattare

• wet                   con contenuto in solidi fino al 10%
• semi – dry         solidi compresi tra 15-20%
• dry                   solidi > del 20%

Impianti di compostaggio abbinati al processo di digestione anaerobica

Il trattamento biologico dei rifiuti urbani in Italia: compostaggio, trattamento meccanico-biologico, digestione anaerobica

documento elaborato da Massimo Centemero, Werner Zanardi - Consorzio Italiano Compostatori

Premessa

Dal “Rapporto rifiuti 2007” pubblicato da APAT, relativo alla produzione e al trattamento dei rifiuti urbani e speciali nel 2006, si sono estrapolati i dati provenienti dai principali sistemi di gestione con particolare riferimento al compostaggio e alla digestione anaerobica.

L’elaborazione dei dati ci consente di osservare l’evoluzione intervenuta negli ultimi 13 anni per il settore del compostaggio; la produzione di Ammendanti Compostati (Misto e Verde) passa da 25.000 t nel 1993 ad oltre 1.400.000 di t nel 2006. Ad oggi gli Ammendanti Compostati rappresentano la classe di fertilizzanti organici più rilevante nel panorama produttivo dei fertilizzanti compresi nel D.Lgs 217/06.

Si sottolinea come la Digestione Anaerobica abbia assunto un ruolo di particolare interesse per il trattamento di tutte le biomasse di scarto a partire dalla frazione organica selezionata di rifiuti urbani, degli scarti zootecnici e dell’agroindustria. Negli ultimi tempi si stanno sviluppando azioni atte a considerare ottimale l’integrazione dei processi anaerobici (la digestione anaerobica appunto) con quelli aerobici (il compostaggio) soprattutto nel caso di codigestione di frazione organica di rifiuti urbani e agroindustriali.

La simultanea produzione di energia (biogas e cogenerazione nella fase anaerobica) e di “materia” (mediante il compostaggio e la produzione di ammendante) sembra ad oggi essere la sintesi di un’efficienza tecnologica che vede come obiettivo l’integrazione dei due sistemi.

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Trattamento dei fanghi derivanti da impianti di depurazione acque reflue ed impianti di potabilizzazione

 OBIETTIVI/NECESSITA’ DEL TRATTAMENTO FANGHI

• Stabilizzare la sostanza organica, se presente, in modo da garantire uno smaltimento finale privo di inconvenienti, con trattamenti di tipo biologico, chimico o fisico/termico
• Ridurre i volumi (per diminuire oneri di trasporto e smaltimento finale) e , quindi, concentrare la frazione solida, con trattamenti di tipo meccanico o termico

Dopo i suddetti trattamenti, il fango viene inviato a smaltimento finale (discarica controllata o incenerimento) oppure può essere riutilizzato (impiego agricolo, compostaggio, recupero prodotti – ad es. Fe e Cr da fanghi di origine industriale – ecc.)

La soluzione proposta da EcoBiogas è la digestione anaerobica.

Digestione anaerobica: processo nel corso del quale i batteri, in assenza di ossigeno e nitrati, degradano la sostanza organica a metano, anidride carbonica ed acqua, attraverso tre fasi:

• IDROLISI composti organici sospesi in composti solubili più semplici (zuccheri, grassi, proteine, ecc.)
• FERMENTAZIONE di tali composti e loro conversione in acidi volatili ed idrogeno
• CONVERSIONE degli acidi volatili a CH4 e riduzione della CO2 a CH4

Sono coinvolti diversi ceppi batterici che lavorano in serie: i batteri che svolgono l’ultima fase (metanogenesi) sono quelli a crescita più lenta e ridotta, per cui costituiscono l’elemento limitante.

Inoltre, lavorano in un campo ottimale di pH tra 7 e 7,5. Se si crea un accumulo di acidi volatili (+ pH) i batteri che producono metano vengono inibiti e non convertono più gli acidi volatili a metano generando ulteriore accumulo di acidi.

Si opera in campo mesofilo (35 °C), che ottimizza la resa di conversione (crescente con T°) con le necessità di riscaldare il fango in ingresso ed il digestore.

Benefici digestione anaerobica:

• stabilizzazione, ovvero non putrescibilità, dei fanghi (anche se la riduzione della sostanza volatile è dell’ordine del 50% e non totale)
• riduzione massa e volumi del fango
• migliore disidratabilità del fango
• produzione di metano, che può essere utilizzato come fonte energetica

Rappresenta al più diffusa soluzione per impianti > 30.000 AE, grazie alla relativa stabilità del processo ed al basso costo di esercizio, che compensano il costo di costruzione e la conduzione più complessa se confrontata con digestione aerobica.

I fanghi primari, costituiti da sostanza organica fresca, sono più rapidamente degradati anaerobicamente e producono più biogas, rispetto ai fanghi biologici, a parità SSV alimentati.

Si distinguono tre tipi di processo:

• basso carico (< 1 kgSSV m-3 d-1): digestore non riscaldato né miscelato, tempi di residenza idraulica molto lunghi, minore efficienza di processo. Poco in uso, solo per climi caldi ed impianti molto piccoli
• medio carico (< 1,5-2 kgSSV m-3 d-1): riscaldati a e miscelati, ma in stadio unico, con alimentazione noncontinua per poter scaricare un surnatante chiarificato. Il tempo di residenza è di circa 20 d.
• alto carico e due stadi (< 3- 4 kgSSV m-3 d-1per il 1° stadio): alimentazione continua del 1° stadio, riscaldato e miscelato dove il fango permane per < 15 d. Il 2° stadio ha funzione di separazione del fango e può quindi avere volume minore del 1°, oppure servire come riserva (identico volume).

Il biogas che viene prodotto è formato da metano (60-75%, anidride carbonica (25- 40%) e piccoli quantitativi di azoto, idrogeno ed idrogeno solforato.

La produzione di biogas è correlata agli SSV distrutti.

Valori medi indicativi:

• 0,75 – 1,12 Nm3/kgSSV distrutti (a 20°C ed 1 atm)
• 0,5 – 0,75 Nm3/kgSSV alimentati (a 20°C ed 1 atm)
• 0,015 – 0,022 Nm3/AE/d per fanghi solo primari
• fino a 0,028 Nm3/AE/d per fanghi primari + secondari

Il potere calorifico del biogas è di circa 5.500 kcal/ Nm3

Impianti trattamento reflui  MBR ( membrane bio reactor) e DAF (flottazione)

Il reattore biologico a tecnologia MBR (Membrane Bio Reactor),  utilizza membrane di Ultrafiltrazione o Microfiltrazione. Tale sistema sta suscitando crescente interesse per il trattamento di acque reflue, per le elevate prestazioni conseguibili, che consentono anche il riutilizzo dell’acqua trattata; questa prospettiva è certamente importante, in quanto in sintonia con le nuove priorità legislative e con le problematiche del ciclo integrato di una risorsa diventata oggi estremamente preziosa.

I motivi di interesse di tale tecnologia possono essere così sintetizzati:

• ridotta sensibilità alle variazioni dell'alimento;
• controllo accurato dell'età media del fango biologico;
•  ridotta produzione di fango in contrapposizione ai processi tradizionali;
• migliore qualità dell'effluente rispetto ai trattamenti convenzionali;
• facilità gestionale;
• ingombri estremamente contenuti;
• riduzione dell'impatto ambientale.

Il sistema MBR rappresenta una delle principali varianti del sistema convenzionale di depurazione a fanghi attivi: il bioreattore a membrana è, in particolare, una soluzione che si distingue per la compattezza, non essendo richiesta la sedimentazione finale; inoltre, grazie agli alti tempi di residenza cellulari, il fango prodotto è in buona parte già stabilizzato, effetto che riduce i trattamenti del fango e quindi l’esclusione parziale o totale, della linea fanghi. Oltre ai notevoli risparmi di volume, si riesce così a svincolare la resa del processo biologico dalle caratteristiche di sedimentabilità dei fanghi attivi, attuando inoltre una contemporanea disinfezione (fisica) del liquame. In un reattore MBR, infatti, la separazione fango–acqua è assicurata da una membrana filtrante e, di conseguenza, la capacità di sedimentazione dei solidi sospesi non condiziona l’efficienza depurativa dell’impianto: l’impiego delle membrane consente di sfruttare tutti i vantaggi del trattamento biologico senza preoccuparsi della capacità di decantazione del fango, che rappresenta nei sistemi tradizionali uno dei fattori “regolatori” del processo. Il sistema MBR opera, pertanto, con parametri sensibilmente diversi rispetto a quelli propri dei tradizionali sistemi di depurazione a fanghi attivi.

LA FLOTTAZIONE NEI PROCESSI DI TRATTAMENTO DELLE ACQUE

Il termine “flottazione” identifica, in generale, una sospensione su di una superficie liquida. Flottare con l’ausilio di aria dissolta indica sostanzialmente il processo che provvede la necessaria energia per promuovere la sospensione, con la forma di tante microbolle che, attratte dalle particelle e sospesi ne provocano il galleggiamento.

L’attrazione fra le particelle e le microbolle può modificare il peso specifico della particella stessa e quindi il pronto galleggiamento, che favorisce appunto la separazione.

Nel processo di flottazione si fa spesso uso di additivi chimici ed a volte è addirittura necessario ricorrere ad un incremento dell’efficienza del processo di flottazione, proprio per raggiungere il grado di separazione desiderato.

Processi di separazione e trasformazione opportunamente combinati sono sempre più presenti nel trattamento delle acque. La conversione dei colloidi dissolti e particelle sospese in fiocchi, può avvenire per microbiologia e/o per additivazione di prodotti chimici che consentono la separazione per sedimentazione, flottazione, filtrazione e/o processi combinati.

I processi di flottazione sono stati impiegati nell’industria mineraria fin dal 1860.

La flottazione ad aria dissolta, maggiormente distinta e nominata come DAF (Dissolved Air Flotation), è stata riconosciuta come metodo di separazione dei minerali dai primi del 1900.

Di seguito la flottazione ad aria dissolta, ha trovato molte applicazioni nel trattamento di effluenti industriali, municipali e di addensamento fanghi.