9. LA CARATTERIZZAZIONE DEI RIFIUTI: RISULTATI E DISCUSSIONI
9.4 Caratterizzazione chimica e chimico-fisica delle miscele
A seguito delle osservazioni scaturite dalla caratterizzazione dei campioni relativi ai singoli CER, emerge come la grande variabilità dei risultati riscontrati per i diversi parametri incida in modo significativo sulle caratteristiche del rifiuto e quindi su un suo eventuale utilizzo come combustibile in un processo di termovalorizzazione.
Quindi, sulla base di quanto evidenziato nella prima fase di caratterizzazione dei rifiuti e a seguito della rielaborazione dei dati ottenuti, sono state preparate “miscele” composte dai campioni precedentemente analizzati, al fine di ottenere un rifiuto idoneo ad un processo di termovalorizzazione.
Tali miscele, denominate Mix1 e Mix2, si diversificano tra loro per il contenuto in peso dei singoli CER presenti in esse. Per entrambe sono state campionate tre aliquote e per ognuna di esse è stata effettuata la caratterizzazione.
Anche in questo caso, si riportano di seguito i dati ottenuti in seguito alle analisi di caratterizzazione delle singole frazioni merceologiche presenti nei campioni in questione. Dall’analisi dei risultati relativi alla caratterizzazione del campione M1-A1 (Tabella 14), si osserva quanto segue:
i tessuti e il sottovaglio sono le frazioni che presentano il maggior contenuto di umidità, seguite dal legno e infine dalla carta e dalla plastica
la plastica è la frazione che presenta il più alto valore di PCI, mentre il valore più basso si riscontra per il sottovaglio;
il sottovaglio presenta il maggior contenuto di ceneri
il più alto contenuto di cloro si registra per le frazioni sottovaglio e tessuti
A differenza di quanto visto finora, la frazione presente in maggior percentuale in peso, oltre alle solite frazioni plastica e sottovaglio, è la carta a dispetto di una trascurabile presenza della frazione tessuti e del legno. Quindi è chiaro come i parametri relativi a quest’ultime due frazioni non incidono in maniera significativa sul campione ricostruito. In particolare, anche in questo caso si può notare che la matrice sottovaglio sia quella che incide di più sia sul PCI, a seguito dell’altro tenore di umidità e del contenuto di ceneri che essa presenta, sia sull’alto contenuto di cloro mostrati dal campione “ricostruito”.
Tabella 14. Risultati relativi alla caratterizzazione delle frazioni merceologiche di M1-A1.
Dall’analisi dei dati riportati in Tabella 15 relativi al campione M1-A2, si può notare come la composizione merceologica sia simile a quella riscontrata nel precedente campione eccetto che per un considerevole aumento della frazione tessuti a dispetto di una minor % p/p della frazione carta.
Inoltre, dal confronto dei dati in Tabella 14 e Tabella15, si può inoltre vedere come proprio la frazione tessuti determini per il campione M1-A2 sia un maggior contenuto di umidità che un minor PCI rispetto al campione M1-A1.
PLASTICA CARTA LEGNO TESSUTI SOTTO
VAGLIO TOTALE MERCEOLOGICA % p/p 22,0 28,6 2,80 3,30 38,5 - Umidità % p/p 12,2 13,0 21,3 30,6 26,1 18,0 Ceneri a 600°C % p/p 17,5 12,7 6,02 9,71 38,9 22,9 Ceneri a 900°C % p/p 4,11 7,45 1,14 5,78 11,4 7,60 PCI kcal/kg 8110 3420 3320 3070 2050 3750 M1-A1 UM FRAZIONI MERCEOLOGICHE
Tabella 6. Risultati relativi alla caratterizzazione delle frazioni merceologiche di M1-A2.
In base a quanto emerge dai dati mostrati in Tabella 16 relativi al campione M1-A3, si può osservare quanto segue:
tutte le frazioni, eccetto la plastica, presentano un alto contenuto di umidità, con valori sopra il 20% p/p
la plastica è la frazione che mostra il più alto PCI
il sottovaglio mostra il maggior contenuto di ceneri seguito dai tessuti
In aggiunta a quanto osservato fino ad ora, si può vedere dai dati in Tabella 16 come il campione M1-A3 sia composto principalmente dalle frazioni plastica, carta e sottovaglio. Quest’ultima costituisce addirittura circa il 52% p/p del campione ed è quindi ovvia la sua maggior influenza sui risultati relativi al campione “ricostruito”.
Quanto detto lo si può infatti riscontrare, in particolar modo, riguardo al contenuto di umidità e di ceneri mostrati dal campione “ricostruito”. Invece, per quanto riguarda il PCI del campione in esame, si può vedere come esso sia inferiore rispetto a quello riscontrato nelle altre due aliquote. In questo caso, il valore di tale risultato va attribuito, più che alla frazione sottovaglio che mostra valori addirittura superiori a quelli riscontrati nei campioni
M1-A1 e M1-A2, alla frazione plastica, che presenta una valore di PCI nettamente più basso
rispetto agli altri due campioni.
Tabella 7. Risultati relativi alla caratterizzazione delle frazioni merceologiche di M1-A3. PLASTICA CARTA LEGNO TESSUTI SOTTO
VAGLIO TOTALE MERCEOLOGICA % p/p 24,7 16,0 5,30 19,6 33,8 - Umidità % p/p 10,0 24,5 27,9 33,7 30,7 24,8 Ceneri a 600°C % p/p 9,50 14,7 8,30 12,9 19,3 14,2 Ceneri a 900°C % p/p 4,30 11,1 5,80 11,8 14,4 10,3 PCI kcal/kg 8030 2270 2660 2560 1840 3610 M1-A2 UM FRAZIONI MERCEOLOGICHE
PLASTICA CARTA LEGNO TESSUTI SOTTO
VAGLIO TOTALE MERCEOLOGICA % p/p 17,0 19,1 3,70 7,10 52,0 - Umidità % p/p 16,6 22,3 31,4 29,5 26,2 23,9 Ceneri a 600°C % p/p 14,4 12,4 13,3 21,1 34,7 24,8 Ceneri a 900°C % p/p 7,40 6,10 4,60 18,6 27,4 18,2 PCI kcal/kg 5530 2850 2360 2400 2660 3120 M1-A3 UM FRAZIONI MERCEOLOGICHE
Per quanto concerne al campione M2-A1 (Tabella 17), si può osservare che:
i tessuti mostrano il maggior contenuto di umidità seguiti dal legno, dalla carta e dal sottovaglio
i tessuti e il sottovaglio mostrano il maggior contenuto di ceneri la plastica è la frazione merceologica con il più alto valore di PCI
l’eterogeneità dei campioni esaminati comporta valori di ceneri a 900°C maggiori rispetto a quelli a 600°C.
Vista la composizione merceologica del rifiuto, le frazioni che contribuiscono in maniera più rilevante sui risultati relativi al campione ricostruito sono il sottovaglio e il legno che costituiscono complessivamente più del 70% p/p del rifiuto. Tuttavia, seppur presente solo per l’11% p/p, si può osservare dai dati presentati in Tabella 17 una significativa influenza della plastica nei risultati relativi al campione ricostruito. In particolar modo, si può vedere come il basso tenore di umidità di quest’ultima e il suo rispettivo PCI determino, per il campione “ricostruito”, rispettivamente una diminuzione e un aumento dei valori relativi all’umidità e al PCI rispetto a quelli mostrati dalle frazioni legno e sottovaglio.
Tabella 8. Risultati relativi alla caratterizzazione delle frazioni merceologiche di Mix2-Aliquota1
In base a quanto emerge dai dati mostrati in Tabella 18 relativi al campione M2-A2, si può osservare quanto segue:
il sottovaglio è la frazione che presenta il maggior contenuto di umidità, il maggior contento d ceneri e il maggior contenuto di cloro
la plastica è la frazione che presenta il valore più alto di PCI
A differenza del campione precedente si può osservare un aumento della quantità di carta che insieme al sottovaglio e al legno va a costituire la quasi totalità delle frazioni
PLASTICA CARTA LEGNO TESSUTI SOTTO
VAGLIO TOTALE MERCEOLOGICA % p/p 11,6 8,10 32,1 3,20 41,4 - Umidità % p/p 2,50 18,0 18,6 27,9 16,9 15,3 Ceneri a 600°C % p/p 2,84 0,70 2,01 10,9 15,5 7,50 Ceneri a 900°C % p/p 2,57 3,40 2,39 12,1 9,10 5,20 PCI kcal/kg 9120 3020 3380 2990 3030 3740 M2-A1 UM FRAZIONI MERCEOLOGICHE
combustibili. In particolare si può vedere, in base ai dati mostrati in Tabella 18, come il sottovaglio sia la frazione che incida maggiormente sul tenore di umidità del rifiuto “ricostruito”.
Una particolare attenzione va invece rivolta al PCI mostrato dal campione “ricostruito”; infatti tale parametro, a differenza di quanto fosse lecito aspettarsi, risulta essere inferiore a tutti i valori di PCI mostrati dalle singole frazioni merceologiche. Tale comportamento è comunque giustificato dal fatto che nel campione in esame fosse presente, come si può vedere dai dati riportati in Tabella 8, una significativa presenza di frazioni metalli (circa il 15% p/p) che quindi incidono negativamente sul PCI del rifiuto.
Tabella 9. Risultati relativi alla caratterizzazione delle frazioni merceologiche di Mix2-Aliquota2.
Dall’analisi dei dati relativi alla caratterizzazione del campione M2-A3 (Tabella 19), si può osservare quanto segue:
tutte le frazioni merceologiche, eccetto la plastica, mostrano un alto contenuto di umidità (superiore al 20% p/p)
i tessuti insieme alla carta e al sottovaglio mostrano il maggior contenuto di ceneri la plastica è la frazione che mostra il più alto valore di PCI
l’eterogeneità delle singole frazioni merceologiche influisce sui risultati del tenore di ceneri, determinando concentrazione maggiori a 900°C rispetto a quelle rilevate a 600°C.
Come si può vedere il campione presenta una composizione merceologica molto simile a quella riscontrata nel campione M2-A1; infatti, si può notare anche in questo caso che le frazioni presenti in maggior % p/p sono i sottovaglio e il legno che costituiscono circa il 70% p/p del rifiuto.
PLASTICA CARTA LEGNO SOTTO
VAGLIO TOTALE MERCEOLOGICA % p/p 5,01 17,9 30,5 31,9 - Umidità % p/p 2,27 13,0 16,7 42,4 21,1 Ceneri a 600°C % p/p 8,07 29,2 5,00 11,0 9,00 Ceneri a 900°C % p/p 1,84 2,48 1,69 8,95 5,60 PCI kcal/kg 5550 3580 3670 3220 3070 M2-A2 UM FRAZIONI MERCEOLOGICHE
Anche in questo caso si può osservare per la plastica un comportamento simile a quello evidenziato nel campione M2-A1. Infatti tale frazione mostra, in base a quanto emerge dai dati in Tabella 19, un basso tenore di umidità (circa 5%) e un elevato PCI determinando quindi, per il campione “ricostruito”, rispettivamente una diminuzione e un aumento dei valori relativi all’umidità e al PCI rispetto a quelli mostrati dalle frazioni legno e sottovaglio.
Tabella 19. Risultati relativi alla caratterizzazione delle frazioni merceologiche di Mix2-Aliquota3
Di seguito si riportano i risultati relativi alla ricostruzione delle aliquote analizzate e i valori medi riferiti alle intere miscele Mix1 e Mix2 (Tabelle 20 e 21, rispettivamente)).
Tabella 20. Parametri relativi ai campioni Mix1-Aliquota1, Mix1-Aliquota2 e Mix1-Aliquota3.
Tabella 21. Parametri relativi ai campioni Mix2-Aliquota1, Mix2-Aliquota2 e Mix2-Aliquota3. PLASTICA CARTA LEGNO TESSUTI SOTTO
VAGLIO TOTALE MERCEOLOGICA % p/p 13,6 8,80 24,8 4,20 44,4 - Umidità % p/p 4,92 28,0 20,4 29,4 22,9 19,6 Ceneri a 600°C % p/p 2,75 12,7 1,53 18,6 8,13 6,30 Ceneri a 900°C % p/p 5,61 14,1 2,96 11,6 16,1 10,4 PCI kcal/kg 8350 2130 3280 2700 3170 3650 M2-A3 UM FRAZIONI MERCEOLOGICHE
PARAMETRI UM M1-A1 M1-A2 M1-A3 MIX1
(MEDIO) Umidità % p/p 18,0 24,8 23,9 22,2 Ceneri a 600°C % p/p 22,9 14,2 24,8 20,6 Ceneri a 900°C % p/p 7,60 10,3 18,2 12,0 PCI kcal/kg 3750 3610 3120 3490 CAMPIONI
PARAMETRI UM M2-A1 M2-A2 M2-A3 MIX2
(MEDIO) Umidità % p/p 15,3 21,1 19,6 18,7 Ceneri a 600°C % p/p 7,50 9,00 6,30 7,60 Ceneri a 900°C % p/p 5,20 5,60 10,4 7,07 PCI kcal/kg 2680 3070 3650 3130 CAMPIONI
In base a quanto emerge nelle Tabelle 20 e 21, sia per il campione Mix1 che Mix2, si può osservare per le diverse aliquote analizzate una variabilità dei dati ottenuti a dimostrazione, ancora una volta, della grande eterogeneità dei rifiuti in esame.
In particolare, si può notare che il campione Mix2-Medio presenti, rispetto al campione Mix1-Medio, un minor contenuto di umidità; ciò è dovuto principalmente alla presenza di una maggior quantità di legno riscontrata nella miscela Mix2. Tale frazione è infatti stata aggiunta volontariamente, in sede di progettazione delle miscele in questione, proprio per abbassare il tenore di umidità, ritenuto, nel caso della miscela Mix2, non idoneo per un successivo utilizzo per termovalorizzazione.
Tuttavia, seppur il campione Mix1-Medio mostri un maggior contenuto di ceneri e un maggior tenore di umidità, si riscontra per quest’ultimo un valore più alto per quanto riguarda il PCI.