Sezione di biossidazione accelerata (biocelle)

La fase di biossidazione accelerata viene svolta all'interno di 6 biocelle, costituite da box in calcestruzzo larghi 4m, alti 4m e lunghi 30m.

Il volume totale di ogni singola biocella è di circa 320 m3 _.

Le biocelle sono rivestite esternamente con uno strato isolante di poliuretano espanso di 5 cm di spessore, protetto a sua volta da un'idonea vernice epossidica. Grazie a questo cappotto termico la fermentazione all'interno delle biocelle può svolgersi in modo del tutto indipendente dalle condizioni climatiche esterne.

Il processo di fermentazione si svolge in 4 fasi:

• fase 1: raggiungimento della temperatura di esercizio di ~ 40°C

• fase 2: fase principale di demolizione con temperature tra 40°C e 50°C

• fase 3: igienizzazione del materiale ad una temperatura (misurata nell'aria di scarico) di 55°C per un periodo di almeno 3 giorni consecutivi

• fase 4: raffreddamento del compost fresco ed estrazione dell'umidità in eccesso.

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 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 della biocella dal davanti, mediante una pala gommata, fino ad una determinata altezza, che dipende dal peso specifico, della pezzatura e dall'umidità del materiale. L'altezza media iniziale del cumulo in biocella è normalmente di 2,5-2,8 m . Nel corso del trattamento, la biomassa si riduce sia di peso che di volume e al termine del processo il cumulo risulta alto circa 2 metri.

Lo spazio sotto il pavimento forato è suddiviso, trasversalmente, in 8 settori (interasse 2,50 m) che possono essere alimentati con aria in modo differenziato, in relazione alle esigenze del processo.

Per consentire il passaggio dell'aria insufflata al di sotto del pavimento forato, è necessario provvedere alla pulizia dei fori prima di ogni riempimento della biocella.

Completato il riempimento della biocella, viene chiuso il portello interno di contenimento e quindi il portellone anteriore, dotato di guarnizione perimetrale gonfiabile che garantisce la tenuta stagna.

Per realizzare le condizioni ottimali del processo di biossidazione sono disponibili tre distinti flussi di areazione, regolabili separatamente e in modo completamente automatizzato in funzione dei fabbisogni di ossigeno, ovvero della produzione di anidride carbonica, 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 in fase di fermentazione:

l'aria nell'attraversare la massa in fermentazione si carica di anidride carbonica e di sostanze maleodoranti. Quest'aria, aspirata dal tetto della biocella, 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 ricircolo raffreddata da miscelare con aria

fresca. Periodicamente una parte dell'aria ricircolata viene spurgata ed inviata al sistema di trattamento aria per essere depurata e quindi scaricata all'esterno.

Un computer regola l'interno processo di fermentazione secondo un programma prestabilito, in funzione della temperatura e della concentrazione di ossigeno, ovvero della CO2 misurata nell'aria di scarico. 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 areare le biocelle viene prelevata dall'interno del capannone, consentendo cosi di mantenere la depressione.

Il calore dell'acqua di raffreddamento proveniente dallo scambiatore aria/acqua viene ceduto in atmosfera attraverso una torre di raffreddamento.

L'acqua di condensa proveniente dallo scambiatore aria/acqua (lato aria) viene scaricata in fognatura e quindi avviata al trattamento nel depuratore consortile. Le eventuali acque di percolazione, che si raccolgono sotto il pavimento forato della biocella 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 della biocella sul materiale in fermentazione e, grazie all'elevata temperatura, evaporano; si evita cosi di doverle smaltire in impianti di trattamento autorizzati.

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 mantener 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 funzionare con aria miscelata, al fine di garantire sempre i valori ottimali di temperatura e di CO2.

Regolazione computerizzata dell'aerazione:

il processo di fermentazione viene costantemente tenuto sotto controllo per tutta la sua durata (7 giorni). Ad intervalli regolabili e prestabiliti i valori attuali dei diversi parametri vengono confrontati con quelli teorici, operando di conseguenza le necessarie variazioni. Il programma 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 Herhof è 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 dove possono essere monitorati a video o stampati.

Il materiale in uscita dalla biocella presenta caratteristiche nettamente diverse da quelle del materiale fresco. Mediante il processo biologico aerobico si ottiene infatti un prodotto avente indice respirometrico statico di circa 600 mg/O2 Kg di

SShr, avente pH intorno a 6,0 e umidità del 45-50% (in teoria). Diverse condizioni del materiale in uscita (da controllare su ogni biocella) denotano problemi alla conduzione del processo, che potrebbero derivare sia dai dispositivi di comando e controllo delle biocelle, sia dalle condizioni della miscela iniziale.

E' possibile rivedere e reimpostare ad ogni carica, i valori si set point dei vari parametri regolabili del processo, in funzione dei risultati ottenuti nella carica precedente, al fine di condurre sempre il processo nelle condizioni ottimali che consentono di ottenere un prodotto aerobico, direttamente lavorabile nella successiva sezione di maturazione.