Pretrattamenti della frazione organica del RSU

Il rifiuto organico putrescibile, prima di essere avviato a trattamento biologico, sia esso aerobico che anaerobico, deve essere pretrattato in modo da renderlo maggiormente idoneo. Diversi autori (e.g. Cecchi et al., 2011) identificarono nella raccolta il primo e più importante pretrattamento della frazione organica del rifiuto solido urbano, in quanto non solo determina la complessità dei pretrattamenti successivi ma condiziona anche le sue caratteristiche principali e quindi il tipo di trattamento più idoneo. Il basso utilizzo di FORSU proveniente da separazione meccanica di rifiuto indifferenziato, citato poc’anzi, ne è un chiaro esempio: nella tabella seguente sono riportati il contenuto di solidi (TS) e di solidi volatili (TVS) determinati per campioni di FORSU provenienti da rifiuto indifferenziato pretrattato mediante separazione meccanica, come riportati da Cecchi et al. (2005). Nella stessa tabella sono riportati gli stessi parametri rilevati per campioni di FORSU proveniente da raccolta differenziata presso mense (Cecchi et al., 1997) e presso mercato ortofrutticolo (Pavan et al., 2000).

Tabella 4: Caratteristiche della frazione organica

Parametro UM Media Dev.St. Frazione organica da indifferenziato separata

meccanicamente. (Cecchi et al., 2005) TS g/Kg 763 81.3

TVS % TS 43.9 5.4

Parametro U.M. Intervallo Valore tipico _{Frazione organica raccolta} presso mense (Cecchi et al., 1997) TS % 21.4 – 27.4 25.6

TVS % TS 91.3 – 99.7 96.5

Parametro U.M. Media Dev. St. _{Frazione organica raccolta} presso mercato ortofrutticolo

(Pavan et al., 2000) TS g/Kg 81.8 15.7

TVS % TS 81.9 11.3

Dalla tabella 4 emerge chiaramente come il contenuto di secco della FORSU da separazione meccanica risulti particolarmente più alto rispetto alla FORSU proveniente da raccolta differenziata, tuttavia il dato più importante è la frazione volatile dei solidi totali, che per la FORSU proveniente da rifiuto indifferenziato risulta molto più bassa. Sulla base di ciò si può affermare che la FORSU da rifiuto indifferenziato è risultata molto più “sporca” di solidi non organici rispetto alle altre due tipologie di FORSU, il che la rende meno appetibile per il processo anaerobico, in particolare per le inevitabili basse rese di biogas. A prova di ciò, la tabella successiva riporta il massimo potenziale di conversione possibile, espresso sia come metano prodotto per Kg di TVS alimentato (B0), che come biogas prodotto per Kg di TVS alimentato (G0), per le tre

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Tabella 5 : Rese di conversione a tempo infinito per i tre tipi di frazione organica (Cecchi et al., 2005).

Parametri Unità di misura

Frazione organica da indifferenziato separata

meccanicamente.

Frazione organica da differenziato raccolta presso grandi utenze

Frazione organica da differenziato di provenienza domestica B0 m3CH4/KgTVS 0.16 – 0.37 0.45 – 0.49 0.37 – 0.40 G0 m3biogas/KgTVS 0.29 – 0.66 0.81 – 0.89 0.67 – 0.72

Dalla tabella 5 si evince facilmente come il massimo potenziale di conversione, relativo ad una FORSU proveniente da raccolta indifferenziata, possa essere anche notevolmente inferiore rispetto a quella proveniente da raccolta differenziata.

In riferimento alla frazione organica del rifiuto solido urbano proveniente da raccolta differenziata, che di fatto è il substrato di nostro interesse, a seguito della sua raccolta e prima di essere trattato biologicamente, deve essere pretrattato in modo da rimuovere il più possibile la presenza di ulteriori frazioni inerti (plastiche, metalli etc.) e da ridurre la pezzatura del materiale organico.

La filiera di pretrattamento della FORSU più semplice ed economica è nota come Soft Wet Refine (SWR): è una tecnologia di pretrattamento a basso consumo energetico, indicata per piccoli e medi impianti, in grado di trattare non oltre 10 mila tonnellate per anno. È costituita da una serie di operazioni che prevedono dapprima la dilacerazione, per mezzo di trituratori primari e macchine rompi sacchi, atta allo scopo di liberare la FORSU dai sacchetti nei quali è stata raccolta e di una prima riduzione della pezzatura, seguita dalla deferrizzazione, con lo scopo di allontanare il materiale ad alta e bassa densità magnetica, e dalla vagliatura, nella quale avviene la separazione delle plastiche e di altri inerti. Il prodotto vagliato infine viene avviato ad una seconda triturazione, con conseguente riduzione della pezzatura, ed alla omogeneizzazione conclusiva, ove avviene il controllo dell’umidità del substrato alimentato nel reattore. Un esempio tipico di Soft Wet Refine è dato dalla precedente filiera di trattamento della FORSU sita nell’impianto di depurazione comunale di Treviso, il cui schema è riportato nella figura seguente.

Figura 16: Schema a blocchi della linea di selezione dell’impianto di Treviso

Una variante della SWR prevede l’utilizzo di un idropolpatore; in questo caso si parla di Hard Wet Refine (HWR). L’idropolpatore permette contemporaneamente lo “spappolamento” ad umido della frazione

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organica e la rimozione del materiale indesiderato. Un esempio tipico di HWR è dato dalla filiera di pretrattamento della FORSU nell’impianto di biotrattamento sito a Camposampiero (PD). Tale filiera prevede inizialmente le operazioni di dilacerazione e deferrizzazione, seguite dall’idropolpatrice ed infine la vagliatura.

Un terzo approccio alternativo alle due tecnologie sopracitate prevede la spremitura della FORSU; in questo caso si può ricorrere a due differenti tecnologie: la Pressatura a vite (Screw Press) e la Presso estrusione. Il primo approccio consiste in una pressatura della frazione organica del RSU mediante una pressa a vite con conseguente produzione di due frazioni: una solida da inviare a compostaggio ed una liquida da inviare a digestione anaerobica (Cecchi et al., 2011). La Screw Press (figura 17) è costituita da una camera metallica forata in cui i rifiuti organici vengono pressati attraverso strette feritoie; in questo modo la parte più morbida e umida del substrato alimentato viene costretta ad uscire attraverso le suddette feritoie, mentre le frazioni più dure e secche del substrato alimentato (e.g. carta, materiali lignocellulosico, ossa di animali) vengono indirizzate alla zona di scarico (Hansen T.L. et al., 2007).

Figura 17: Schema di funzionamento del Screw Press (Hansen T.L. et al., 2007)

Tale pressa ha il vantaggio di avere delle basse potenze specifiche installate ed è adatta a flussi ad alto grado di purezza.

Nella presso estrusione (figura 18), la frazione organica del rifiuto solido urbano viene sottoposta ad alta pressione in una camera di estrusione forata ottenendo la fluidificazione delle parti propriamente organiche (residui alimentari, frazioni putrescibili varie) che spinte dalla differenza di pressione tra interno ed esterno della camera vengono separate da quelle meccanicamente più resistenti (plastiche, vetro, gomme, etc.).

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