Analisi e proposte di miglioramento di un impianto di trattamento meccanico biologico di rifiuti in Libano

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POLITECNICO DI MILANO

Scuola di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio

ANALISI E PROPOSTE DI MIGLIORAMENTO DI

UN IMPIANTO DI TRATTAMENTO MECCANICO

BIOLOGICO DI RIFIUTI IN LIBANO

Tesi di laurea di: Andrea De Robertis Matricola: 898505

Relatore: Prof. Mario Grosso Correlatore: Ing. Francesca Villa

Anno Accademico 2018/2019

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Ringraziamenti

Ringrazio il Prof. Mario Grosso di avermi dato la possibilità di svolgere questo elaborato, l’Ing. Francesca Villa per avermi seguito da vicino durante lo svolgimento della tesi e durante il periodo di missione in Libano. Grazie ai miei genitori che mi hanno permesso di intraprendere questo percorso di studi, grazie alla mia ragazza Maria che mi ha sempre supportato e sopportato durante questi anni, grazie ai miei amici che mi sono sempre stati vicini.

4

Indice

Indice ... 4

1 Introduzione ... 11

1.1 Scopo e visione d’insieme dell’elaborato ... 11

1.2 L’organizzazione INTERSOS ... 12

1.3 Il progetto di cooperazione ... 12

1.4 Libano ... 14

1.4.1 Inquadramento geografico e socio-politico ... 14

1.4.2 Gestione dei rifiuti solidi... 17

1.5 Distretto di Tiro ... 18

1.6 Metodologia di lavoro ... 22

2 Descrizione dell’impianto di Ain Baal ... 24

2.1 Introduzione impianto ... 24 2.1.1 Contesto ... 24 2.1.2 Dati meteorologici... 24 2.2 Organizzazione dell’impianto ... 26 2.2.1 Personale ... 26 2.2.2 Gestione e supervisione ... 27

2.2.3 Orari e turni di lavoro... 27

2.3 Diagramma di flusso e layout ... 27

2.4 Pretrattamenti meccanici ... 30

2.4.1 Ricezione rifiuti... 30

2.4.2 Prima sezione ... 31

2.4.3 Seconda sezione ... 34

2.5 Stabilizzazione aerobica ... 39

2.5.1 Fase attiva del trattamento biologico (FATB) ... 39

2.5.2 Fase di maturazione e raffinazione meccanica ... 41

2.6 Stoccaggio di materiali riciclabili inorganici ... 44

2.7 Trattamento del percolato ... 44

2.8 Trattamento dell’aria ... 45

2.9 Veicoli operanti nell’impianto... 47

5

2.11 Acqua di approvvigionamento ... 50

3 Analisi svolte ... 51

3.1 Flussi di rifiuto entranti all’impianto... 51

3.2 Flussi uscenti dall’impianto... 52

3.3 Bilancio di massa dell’impianto ... 55

3.3.1 Calcolo degli spazi disponibili e della capacità dell’impianto ... 58

3.4 Funzionamento dell’impianto... 59

3.4.1 Fase attiva del trattamento biologico (FATB) ... 59

3.4.2 Materiali inorganici riciclabili venduti ... 60

3.5 Caratterizzazione dei materiali ... 61

3.5.1 Caratterizzazione merceologica ... 61

3.5.2 Densità ... 67

3.5.3 Risultati delle analisi chimico-fisiche e biologiche sul rifiuto biostabilizzato ... 68

4 Proposte e approfondimenti ... 73

4.1 Miglioramento del processo di stabilizzazione aerobica ... 74

4.1.1 Basi teoriche del compostaggio ... 74

4.1.2 Procedura di stabilizzazione aerobica suggerita ... 77

4.2 Effetti dell’introduzione della raccolta differenziata ... 79

4.2.1 Proposte di gestione nell’impianto ... 80

4.2.2 Impatti sulla qualità del rifiuto biostabilizzato ... 80

4.3 Qualità e uso del rifiuto biostabilizzato ... 81

4.3.1 Impiego agricolo ... 81

4.3.2 Impiego paesaggistico e di gestione del territorio ... 82

4.4 Piano di monitoraggio ... 83

4.5 Combustibile solido secondario (CSS)... 88

4.6 Aria e odori ... 90

4.6.1 Calcolo scambi d’aria e portata specifica biofiltri ... 90

4.6.2 Principali parametri e resa teorica del biofiltro ... 93

4.6.3 Tenuta in depressione dei pretrattamenti meccanici ... 95

4.7 Registri da tenere ... 97

4.8 Altri interventi ... 98

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5 Conclusioni ... 104

Bibliografia ... 108

Appendici ... 111

Appendice 1 – Piano di monitoraggio (Geoflint, 2017) ... 112

Figure

Figura 2: Suddivisione in governatorati e distretti [Fonte:Wikipedia] ... 16

Figura 3: Rifiuti accumulati nei sobborghi di Beirut durante la crisi del 2015 [Eid, 2016] ... 17

Figura 4: Residenti nelle strade di Beirut[Fonte: La domenica settimanale, 26 agosto 2015] ... 17

Figura 6: Ubicazione di Ain Baal nel Distretto di Tiro[Fonte: Google Maps, 2019] ... 19

Figura 7: Composizione dei rifiuti solidi urbani media nel Distretto di Tiro [Lucidi, 2018] ... 19

Figura 8: Ubicazione e capacità di discariche abusive e incenerimento dei rifiuti all'aria aperta[Fonte: Human Rights Watch] ... 20

Figura 9: Ubicazione dell'impianto[Fonte: Googlemaps, 2019] ... 24

Figura 10: Temperatura di Ain Baal media, minima e massima (WorldWeatherOnline, 2009-2018) ... 25

Figura 11: Millimetri di pioggia ad Ain Baal (WorldWeatherOnline, 2009-2018) ... 25

Figura 12: Umidità relativa ad Ain Baal (WorldWeatherOnline, 2009-2018) ... 26

Figura 13: Velocità del vento media ad Ain Baal (WorldWeatherOnline, 2009-2018) ... 26

Figura 14: Schema di flusso dell’impianto. ... 28

Figura 15: Layout dell'impianto ... 29

Figura 16: Ingresso capannone dei pretrattamenti meccanici[settembre, 2019] ... 30

Figura 17: Baia di scarico[settembre, 2019] ... 31

Figura 18: Macchina compattatrice del cartone[settembre, 2019] ... 31

Figura 19: Rappresentazione grafica del lacerasacchi [Fonte: manuale MatthiessenIntruction Manual] ... 33

Figura 20: Quantità di rifiuto trattata in funzione della densità [Fonte: MatthiessenIntruction Manual] ... 33

Figura 21: Nastro trasportatore che porta i rifiuti al vaglio rotante [settembre, 2019] ... 34

Figura 22: Separatore balistico [settembre, 2019] ... 35

Figura 23: Rappresentazione grafica del separatore balistico e del suo funzionamento [Fonte:www.komptech.com] ... 35

Figura 24: Selezione manuale dei materiali riciclabili[agosto, 2019] ... 36

Figura 25: Separatore magnetico [agosto, 2019] ... 37

Figura 26: Separatore a correnti indotte[agosto, 2019] ... 37

Figura 27: NIR[luglio, 2019] ... 38

Figura 28: Accumulo esterno degli scarti[agosto, 2019] ... 38

7

Figura 30: Macchina rivoltatrice[febbraio, 2019] ... 40

Figura 31: Schema di rivoltamento/avanzamento del materiale in una corsia ... 41

Figura 32: Macchina rivoltatrice del rifiuto biostabilizzato [settembre, 2019] ... 42

Figura 33: Vaglio a tamburo[luglio, 2019] ... 42

Figura 34: Vibrovaglio verticale[settembre, 2019] ... 43

Figura 35: Andana centrale, periodicamente rivoltata. Cumuli laterali non rivoltati [settembre, 2019] ... 43

Figura 36: Fosse di stoccaggio di materiali riciclabili inorganici[settembre, 2019] ... 44

Figura 37: Vasca settica interrata[agosto, 2019] ... 45

Figura 38: Biofiltro nuovo[settembre 2019 ] ... 46

Figura 39: Biofiltro vecchio e aspiratori[febbraio 2019] ... 47

Figura 41: Flussi di materiali uscenti dall'impianto[elaborazione del database di Ain Baal] ... 54

Figura 42: Bilancio di massa dell'impianto(tonnellate/giorno) ... 55

Figura 43: Bilancio di massa dell’impianto in percentuale ... 55

Figura 44: Composizione merceologica dei rifiuti solidi urbani trattati dall'impianto ... 56

Figura 45: Organizzazione degli spazi del capannone di maturazione ... 58

Figura 46: Operazioni di inquartatura [Fonte: ANPA (2000)] ... 62

Figura 47: Rappresentazione grafica della composizione merceologica del flusso degli scarti ... 66

Figura 48: Rappresentazione grafica delle frazioni merceologiche del flusso entrante in FATB ... 67

Figura 49: Densità media dei 5 flussi misurati [t/m3] ... 68

Figura 50: Effetto dei rivoltamenti sulla temperatura del substrato [Fonte: elaborazione da Stentiford 1996] ... 76

Figura 51: Profilo della temperatura in FATB [Fonte: elaborazione da Stentiford 1996] ... 76

Figura 52: Organizzazione della fase di maturazione proposta ... 79

Figura 53: Layout di progetto di aggiunta di un biofiltro ... 93

Figura 54: Piantina proposta ampliamento del capannone dei trattamenti meccanici ... 96

Figura 55: Vista frontale proposta ampliamento del capannone dei trattamenti meccanici ... 96

Figura 56: Tipologie di gestione dei rifiuti urbani a livello nazionale, anni 2013 – 2017 [Fonte:ISPRA] ... 100

Figura 57: Tipologie dei rifiuti trattati in impianti TMB per macroarea geografica, anno 2018 [Fonte ISPRA] ... 100

Figura 58: Tipologie di rifiuti in ingresso agli impianti TMB, anno 2018 [Fonte ISPRA] ... 101

Figura 59: Destinazioni finali dei rifiuti/materiali prodotti dagli impianti TMB, anno 2018 [Fonte:ISPRA] ... 102

Figura 60: Schema delle tipologie e delle destinazioni finali dei rifiuti/materiali in uscita dagli impianti TMB. Anno 2018 [Fonte:ISPRA]... 103

Figura 61: Ripartizione percentuale dei rifiuti/materiali prodotti dagli impianti TMB, anno 2018[Fonte:ISPRA] ... 103

Figura 62: Principio gerarchico di gestione dei rifiuti [fonte:ecorecuperi] ... 105

Figura 63: Obiettivi di sviluppo sostenibili [fonte:United Nations- 2030 agenda] ... 106

Tabelle

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Tabella 2: Indicatori che influenzano direttamente la fase 3 del progetto ... 14

Tabella 3: Municipalità e abitanti del Distretto di Tiro[Geoflint, 2017] ... 22

Tabella 4: Caratteristiche tecniche del lacerasacchi [Fonte: manuale MatthiessenInstruction Manual] ... 32

Tabella 5: Caratteristiche tecniche del separatore balistico [Fonte: www.koptech.com] ... 34

Tabella 6: Caratteristiche tecniche NIR[Redwaveoperatingmanual] ... 38

Tabella 7: Caratteristiche tecniche sistema di avanzamento/rivoltamento[IPS compost agitator manual]... 40

Tabella 8: Caratteristiche tecniche rivoltatore di compost[www.komptech.com] ... 42

Tabella 9: Caratteristiche tecniche vaglio a tamburo[www.pezzolato.it] ... 43

Tabella 10: Caratteristiche dei biofiltri ... 46

Tabella 11: Volumi e scambi d'aria dei capannoni ... 46

Tabella 12: Mezzi diesel per manutenzioni e movimentazione del materiale[settembre 2019] ... 48

Tabella 13: Acquisti di carburante ... 49

Tabella 14: Consumi elettrici e costi ... 50

Tabella 15:Rifiuti entranti all’impianto[ton] ... 52

Tabella 16:Media rifiuti giornalieri trattati[ton] ... 52

Tabella 17: Tonnellate di materiali entranti e uscenti ... 53

Tabella 18: Flussi medi in tonnellate/giorno ... 57

Tabella 19: Flussi medi giornalieri (tonnellate/giorno) delle sottoclassi della plastica ... 57

Tabella 20: Risultati intervista acquirenti materiali inorganici riciclabili ... 61

Tabella 21: Classi e sottoclassi merceologiche della metodica di riferimento ANPA ... 65

Tabella 22:Risultati dell’analisi merceologica degli scarti ... 66

Tabella 23:Risultati dell’analisi merceologica del rifiuto entrante in FATB ... 67

Tabella 24: Misurazioni delle densità dei flussi... 68

Tabella 25:Comparazione tra analisi chimico fisiche dei due laboratori, normativa libanese (Grade B) e normativa italiana. ... 71

Tabella 26: Parametri biologici ... 72

Tabella 27: Grado di impurità del compost ... 72

Tabella 28: Problematiche del TMB ... 74

Tabella 29: Rifiuti entranti (tonnellate/mese) delle municipalità con implementazione della raccolta differenziata [elaborazione dael database di Ain Baal] ... 80

Tabella 30: Esempi di impiego del compost [Fonte ANPA] ... 83

Tabella 31: Piano di monitoraggio ... 87

Tabella 32: Classificazione dei CSS ai sensi della norma UNI EN 15359:2011 ... 88

Tabella 33: Analisi elementare delle frazioni merceologiche (Grosso, 2018) ... 89

Tabella 34: caratteristiche medie degli scarti ... 89

Tabella 35: caratteristiche medie degli scarti dopo l'essiccamento... 90

Tabella 36: caratteristiche complessive degli scarti dopo l'essiccamento ... 90

Tabella 37: Gestione dell'aria esausta proposta ... 93

Tabella 38: Efficienza di abbattimento del biofiltro su alcuni composti odorigini [Fonte: Commissione Europea 2006] ... 95

Tabella 39: Concentrazione odorigene nelle varie fasi dell'impianto (Grosso, 2018) ... 95

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Tabella 41: registro giornaliero di accensione dei soffiatori in FATB ... 97 Tabella 42: Composizione merceologica dei rifiuti urbani stimata da ISPRA (media periodo 2008 -2018) ... 99 Tabella 43: Obiettivi nazionali per la promozione di una gestione integrata dei rifiuti solidi ... 104

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Abstract

Questo elaborato si inserisce nella collaborazione tra il gruppo di ricerca AWARE (Assessment on WAste and REsources) del Politecnico di Milano e la ONG INTERSOS nel progetto “Gestione Integrata delle Risorse Naturali nell’Unione delle Municipalità di Tiro”. Il progetto, della durata di circa due anni (maggio 2018 - luglio 2020), è finanziato da AICS (Agenzia Italiana per la Cooperazione allo Sviluppo) in collaborazione con la controparte istituzionale Unione delle Municipalità di Tiro e la ONG locale ArcEnCiel.

Attualmente in Libano è ancora molto diffuso l’incenerimento dei rifiuti all’aria aperta o lo smaltimento in discariche non controllate, a causa dell’assenza della raccolta differenziata, della bassa efficienza di alcuni impianti di trattamento e della mancanza di un adeguato numero di discariche sanitarie. Il progetto prevede quindi una serie di attività finalizzate a migliorare questa situazione, tra le quali quella relativa alla gestione dell’impianto di Trattamento Meccanico Biologico (TMB) di Ain Baal costituisce il cuore del lavoro di tesi.

Grazie alla missione della durata di circa 3 mesi (luglio-settembre 2019) presso la città di Tiro, è stato possibile frequentare quasi quotidianamente l’impianto, situato a circa 10 km di distanza. Si è così proceduto con la raccolta dei dati di funzionamento e con lo svolgimento delle valutazioni necessarie per la descrizione delle varie fasi di trattamento dei rifiuti e della gestione dei materiali prodotti.

Si sono avanzate delle proposte per minimizzare gli impatti ambientali, per migliore la logistica e il processo di stabilizzazione biologica, affinché si possa beneficiare della raccolta differenziata implementata su alcune delle municipalità servite dall’impianto TMB e produrre un materiale biostabilizzato di buona qualità, potenzialmente utilizzabile come ammendante agricolo.

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1 Introduzione

1.1 Scopo e visione d’insieme dell’elaborato

Il presente elaborato si inerisce all’interno del progetto di cooperazione “Gestione Integrata delle Risorse Naturali nell’Unione delle Municipalità di Tiro”, condotto dal Politecnico di Milano e ONG INTERSOS, e ha l’obiettivo di descrivere lo stato di funzionamento attuale dell’impianto di trattamento meccanico biologico (TMB) di Ain Baal (Libano) e di proporre alcuni miglioramenti logistici e di processo per ridurre gli impatti ambientali e ottenere due tipologie di rifiuto biostabilizzato: uno di bassa qualità (proveniente dal rifiuto indifferenziato domestico), con caratteristiche chimico-fisiche e biologiche per poter essere utilizzato per usi paesaggistici, di ripristino ambientale o come strato di copertura giornaliero nelle discariche sanitarie ed uno di alta qualità (proveniente dall’organico separato dalla raccolta differenziata) da poter usare come ammendante agricolo.

Le proposte tengono sempre in considerazione, oltre che gli aspetti ambientali, anche gli oneri economici, la fattibilità in tempi ragionevoli e la normativa locale (dove presente), la normativa italiana e le raccomandazioni internazionali (per gli elementi privi di normativa di riferimento libanese).

Nel primo capitolo si descrive brevemente il Libano, più precisamente l’area di studio interessata dalla raccolta dei rifiuti trattati dall’impianto TMB e il progetto in cui si inserisce questo elaborato. Nel secondo capitolo è illustrato il funzionamento dell’impianto TMB. Vengono descritte le varie fasi dei processi di selezione dei materiali inorganici, di trattamento della frazione organica (fase attiva del trattamento biologico, maturazione e raffinazione meccanica), gestione dell’aria esausta, del percolato e dei residui solidi. Vengono descritti i macchinari presenti, lo schema di flusso, aree e volumi di capannoni, dello spazio occupato dal materiale organico (all’interno), dei materiali inorganici accumulati all’esterno nelle rispettive fosse di stoccaggio (e successivamente venduti) e dei presidi ambientali. In base alle analisi esposte nel terzo capitolo e ai dati sulla quantità di rifiuti trattati, materiali venduti e scarti si è ricostruito il bilancio di massa dell’impianto.

Nel terzo capitolo sono descritte le analisi svolte. Due caratterizzazioni merceologiche per i flussi degli scarti dei pretrattamenti meccanici e due per il flusso entrante nella fase attiva di trattamento biologico, misure della densità dei principali flussi e analisi chimico-fisiche e biologiche del rifiuto biostabilizzato prodotto. Vengono anche stimati il bilancio di massa e la capacità di trattamento dell’impianto, in base anche alle misurazioni di aree e volume effettuate durante la missione in Libano.

Nel quarto capitolo vengono presentate le proposte di miglioramento della gestione e dello svolgimento dei processi nell’impianto TMB. Tali proposte, basate sulla letteratura scientifica e adattate al caso specifico, hanno lo scopo di minimizzare gli impatti ambientali e gli oneri economici, tenendo presente il contesto sociale in cui è inserito l’impianto e gli attori coinvolti nella gestione. Si sono prese in considerazione la normativa locale, le linee guida internazionali, le leggi europee ed italiane, utilizzandole e confrontandole dove necessario. Le modifiche che vengono suggerite sono in relazione alle altre fasi del progetto, pur non venendo approfondite.

Vengono approfonditi gli aspetti teorici del processo di trattamento di stabilizzazione aerobica (l’organico la frazione merceologica in quantità maggiori) e del funzionamento del biofiltro (l’odore è il principale motivo di lamentele da parte del vicinato).

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Nel quinto e ultimo capitolo si espone la filosofia che accomuna le scelte esposte nel capitolo precedente, confrontandole con gli obiettivi nazionali, europei e internazionali sulla gestione integrata dei rifiuti. Mantenendo separati il rifiuto indifferenziato, organico e inorganico, potenzialmente si può ottenere un rifiuto biostabilizzato meno contaminato da metalli pesanti e biologicamente più stabile (se si segue la procedura di stabilizzazione biologica suggerita). Il trattamento adeguato degli odori aiuta a migliorare l’immagine dell’impianto per la popolazione che abita nei paesi limitrofi. L’utilizzo degli scarti come Combustibile Solido Secondario permetterebbe di ridurre gli impatti ambientali, mentre un miglioramento della logistica, utilizzando una precisa procedura di stabilizzazione biologica e tenendo nota di alcuni dati come la produzione di percolato permetterebbe una miglior gestione dell’impianto.

1.2 L’organizzazione INTERSOS

INTERSOS è un’organizzazione non governativa italiana, fondata nel 1992, che ha come obiettivo l’aiuto delle popolazioni colpite da emergenze umanitarie causate dall’uomo o catastrofi naturali, con particolare attenzione alle fasce più deboli, come donne e bambini.

Durante i suoi 27 anni di storia INTERSOS ha realizzato progetti in 45 Paesi del mondo, operando senza distinzione o discriminazione di alcun genere secondo i principi della Dichiarazione Universale e della Convenzione Europea dei Diritti dell’Uomo.

La presenza di INTERSOS in Libano cominciò nel 2006, con l’aiuto alla popolazione nelle regioni meridionali durante e dopo il conflitto con Israele. Dal 2013 l’Organizzazione lavora in tutto il Paese per affrontare le conseguenze dovute alla crisi Siriana, dando supporto psicologico, aiuto legale ed educazione ai gruppi più vulnerabili. Monitora e interviene per fornire acqua, servizi sanitari e di igiene (WAter, Sanitation and Hygiene - WASH); elargisce aiuti ai rifugiati Siriani e svolge attività per promuovere il processo di integrazione nelle comunità locali.

1.3 Il progetto di cooperazione

Nel maggio 2018 è cominciato il progetto finanziato dall’Agenzia Italiana per la Cooperazione allo Sviluppo “Gestione Integrata delle Risorse Naturali nell’Unione delle Municipalità di Tiro”, in collaborazione con il Politecnico di Milano e l’organizzazione no-profit locale Arc en Ciel. L’obiettivo del progetto è il miglioramento della qualità della vita, dell’igiene e dell’ambiente nel Distretto di Tiro (Sud del Libano) attraverso una miglior gestione dell’acqua e dei rifiuti. Per quest’ultimi si sta agendo su tutte le fasi della gestione: produzione del rifiuto lordo (Fase 1), raccolta differenziata (Fase 2), trattamento per il recupero di materiali riciclabili e la produzione di rifiuto biostabilizzato dalla frazione organica (Fase 3), smaltimento degli scarti in discarica (Fase 4).

 Fase 1: Per definizione (secondo la normativa italiana, D.lgs. n.152/06.art. 183) il rifiuto è qualsiasi sostanza od oggetto di cui il detentore si disfi o abbia deciso o abbia l’obbligo di disfarsi. Dal momento in cui un qualsiasi oggetto o sostanza diventa rifiuto è fondamentale una corretta gestione dello stesso per poter minimizzare gli impatti sull’ambiente. A questo scopo si sta svolgendo una campagna informativa nelle scuole, nelle case e attraverso i mezzi di comunicazione per poter sensibilizzare maggiormente la popolazione. Si svolgono inoltre pulizie di aree verdi, strade e spiagge assumendo lavoratori tra le fasce più vulnerabili della popolazione attraverso il Cash-for-Work.

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 Fase 2: In 7 delle circa 23 municipalità che traportano il rifiuto ad Ain Baal, si è implementato un piano di raccolta differenziata separando il rifiuto organico da quello non organico. Si è proceduto con la campagna informativa sulla raccolta casa per casa e la fornitura di appositi bidoni per le due tipologie di rifiuto.

 Fase 3: Rinnovamento dell’impianto di trattamento meccanico biologico di Ain Baal, tramite l’acquisto di nuovi macchinari (finanziati dalla Banca Mondiale), ampliamento e modifica di alcune strutture, aggiunta di un biofiltro e altre modifiche. L’impianto rinnovato è entrato in funzione ad aprile 2019 e ha come obiettivi principali la produzione di rifiuto biostabilizzato di qualità, una maggior efficienza di separazione dei materiali riciclabili con conseguente diminuzione degli scarti da smaltire in discarica e un minor impatto sull’ambiente con una corretta gestione del percolato e dell’aria esausta (oltre alle altre misure necessarie per evitare o minimizzare gli impatti)

 Fase 4: Individuazione di un sito adatto per poter realizzare una discarica sanitaria dove smaltire gli scarti di Ain Baal e delle altre Municipalità del distretto di Tiro.

Il presente elaborato si focalizza sulla gestione e sull’ottimizzazione dell’impianto di Ain Baal, pertanto si concentrerà sulla terza fase. Nella Tabella 1 e 2 vengono indicati obiettivi, risultati attesi, attività e indicatori della fase 3 del progetto (INTERSOS, 2016)

Tabella 1: Obiettivi, riultati attesi e attività della fase 3 del progetto

Obiettivo Generale: Contribuire al miglioramento della qualità di vita, delle condizioni di igiene e

alla gestione dell’ambiente nell’Unione di Municipalità di Tiro

Obiettivo Specifico: Migliorare le condizioni igieniche e ambientali in 9 Municipalità dell’Unione

di Tiro attraverso la gestione integrata dei Rifiuto Solido Urbano (RSU)

Risultati attesi: L’Unità di Smistamento e Riciclaggio di Ain Baal migliora il proprio sistema di

gestione e garantisce un servizio di qualità a 36 Municipalità

Attività:

- Miglioramento del processo compostaggio dei rifiuti organici:

Miglioramento del compost in conformità con gli standard del MoE: (i) studio del processo produttivo, (ii) formazione sul compostaggio, (iii) formazione su tecniche alternative (vermicomposting, biogas), (iii) monitoraggio della qualità (analisi di laboratorio), (iv) certificazione

- Piano di gestione dell’Unità di Smistamento:

Razionalizzazione delle fasi di gestione dell’Unità (Ricezione RSU, smistamento, compostaggio, compattazione, vendita dei riciclabili, conferimento in discarica dei non riciclabili), della gestione amministrativa e delle risorse umane

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Tabella 2: Indicatori che influenzano direttamente la fase 3 del progetto

Indicatori Situazione di partenza Cambiamenti previsti

% RSU raccolti e trattati dal sistema di Raccolta Rifiuti

25% nelle zone rurali 71% a Tiro

50% nelle zone rurali 80% a Tiro Lavoratori impiegati nella

raccolta RSU

557 lavoratori totali 276

giornalieri 750 (+34%)

Comuni che conferiscono RSU

a Ain Baal 29 34

Tonnellate di RSU ricevuti e

trattati da Ain Baal 3500 4500

% di RSU inviati in discarica 63% 35%

Costo di gestione RSU (per tonnellata) da parte delle

municipalità

27 000 LBU 15 300 LBU

1.4 Libano

1.4.1 Inquadramento geografico e socio-politico

Figura 1: Posizione geografica del Libano[Fonte: Wikipedia]

Il Libano, con i suoi 10.452 km², è lo stato più piccolo del Vicino Oriente. Confina a Nord e a Est con la Siria, a Sud con Israele e a Ovest si affaccia sul mar Mediterraneo per 225 km di costa. L’altitudine varia dal livello del mare fino a raggiungere un massimo di 3088 m s.l.m con il Qurnat al-Sawda', picco della catena montuosa del Monte Libano che si sviluppa parallelamente al mare per 160 km. Il clima è mediterraneo, sulla costa ci sono inverni freschi e piovosi ed estati calde, umide e aride, mentre ad altitudini maggiori ci sono frequenti nevicate durante il periodo invernale, tanto da ospitare persino un comprensorio sciistico.

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Nell’antichità il Paese era famoso per essere ricoperto per gran parte del suo territorio da foreste di cedri, oggi simbolo nazionale, tuttavia essendo il legno particolarmente pregiato specialmente per imbarcazioni e per scopi edilizi, è stato sfruttato per millenni dalle popolazioni che hanno dominato o commerciato in questa regione con il risultato che ad oggi sono ormai pochi i boschi di cedri ancora presenti.

Il Paese dei Cedri, per la sua posizione strategica e per le sue risorse, nel corso dei secoli è sempre stato un importante crocevia e polo commerciale tra Oriente e Occidente. Abitato fin dall’antichità (7000 a.C., secondo alcuni storici Biblos è la città più antica del mondo abitata con continuità) è stato dominato da numerosi popoli, dinastie e ordini: Fenici, Persiani, Greci, Romani, Omayyadi, Crociati, Mamelucchi e Ottomani (che dominarono fino al 1918). Nell’ultimo secolo la storia si fa ancor più intricata. Dalla fine della Prima Guerra Mondiale fu sotto il controllo della Francia, il cui Mandato durò fino al 1943, quando il Libano ottenne l’indipendenza. Nei decenni successivi visse un periodo di prosperità e democrazia aggiudicandosi il soprannome di ‘Svizzera del Medio Oriente (seppur intervallato da brevi periodi di instabilità politica, come la prima guerra civile libanese del 1958). Le tensioni interne dovute a vari fattori, tra cui l’arrivo di centinaia di migliaia di rifugiati palestinesi in fuga dai conflitti arabo-israeliani (Primo conflitto del 1948, guerra dei sei giorni del 1967) e dal Settembre nero in Giordania (1970) sfociarono in una sanguinosa guerra civile tra il 1975 e il 1990. Il conflitto fu tra il partito falangista composto da maroniti cristiani (sostennero Israele quando nell’82 invase il Sud del Libano fino a Beirut per sradicare dal Paese l’OLP, l’Organizzazione per la Liberazione della Palestina) e la coalizione formata da palestinesi, musulmani sunniti e sciti (partito di Amal) e drusi, anche se ci furono parecchi capovolgimenti di alleanze nel corso del quindicennio. Tra il 1989 e il 2000 ci furono periodi influenza Siriana (‘89-‘91, con presenza militare della Forza Araba di Dissuasione e Israeliana presenti militarmente nel Sud del Paese (da cui si ritirarono solo nel 2000). Nel 2006 Israele invase di nuovo il Paese, in seguito a un attacco di Hezbollah, miliziani sciiti libanesi, che causò la morte di alcuni soldati israeliani di pattuglia sul confine. Il conflitto della durata di circa un mese provocò circa 1200 vittime (prevalentemente civili) e ingenti danni industrie e vie di comunicazione. L’inizio della crisi siriana del 2011 ha visto contrapposti i partiti di Hezbollah, sostenitori del governo siriano e i sunniti sostenitori dei ribelli.

Negli ultimi anni si è verificata una rapida crescita economica grazie prevalentemente al turismo e al settore immobiliare, finanziario e agricolo (già storicamente consolidato, essendo il Paese con la maggior percentuale di suolo coltivabile nel mondo arabo). Tale crescita è stata tuttavia rallentata dallo scoppio della guerra in Siria, che ha danneggiato soprattutto il settore turistico.

La popolazione stimata nel 2017 è di 6.082.000 abitanti (CIA World FACT book), con una densità media di circa 582 ab/km2. La capitale è Beirut che ospita circa 1,2 milioni di abitanti, seguita da importanti centri urbani affacciati sul mare come Tripoli, Sidone e Tiro. Nel corso dell’ultimo secolo il Paese è stato interessato da importanti flussi migratori dovuti ai conflitti Israelo-Palestinesi e alla crisi Siriana del 2011, portandolo ad essere il Paese con il maggior numero di rifugiati pro capite al mondo: 450.000 rifugiati palestinesi registrati con UNRWA (United Nation for Relief and Works Agency), 969.641 rifugiati siriani registrati con UNHCR (United Nations High Commissioner for Refugees) ma secondo fonti del governo sarebbero circa 1,5 milioni, più 20.000 rifugiati di altre origini, per un totale di più del 30% della popolazione costituita da rifugiati.

Il numero di abitanti è tuttavia un dato particolarmente sensibile, poiché il sistema politico si basa sul confessionalismo, ovvero la rappresentanza politica, il sistema giuridico e le cariche

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amministrative vengono assegnate e spartite in base all’appartenenza religiosa. L’ultimo censimento risale al 1932, che conferma la spartizione delle più alte cariche dello Stato alle tre correnti religiose più diffuse nel paese (in totale sono 18): il Presidente della repubblica è cristiano maronita, il primo ministro è sunnita, il presidente del parlamento è sciita. Da allora non vengono più fatti censimenti poiché si teme che il numero di fedeli delle principali appartenenze religiose possano essere cambiate nel tempo, con conseguente alterazione degli equilibri politici e modifiche nella spartizione delle cariche (nel parlamento il rapporto tra Cristiani e Musulmani è 6:5, mentre le stime più recenti affermano che il 36,2 % è Cristiano e il 57,7 % è Musulmano).

La Repubblica libanese è suddivisa in 8 governatorati (Mohafazah): Mount Lebanon, North, Akkar, Bequaa, South, Nabatieh, Balbek, Hermel, Beirut. Ciascuno di essi è suddiviso in distretti (Caza), 26 in totale, i quali a loro volta comprendono un certo numero di municipalità (Baladiyya). Il seguente elaborato si focalizza su alcune della municipalità appartenenti al distretto di Tiro (Sour, nome arabo), nel governatorato del South.

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1.4.2 Gestione dei rifiuti solidi

Nel corso degli ultimi 50 anni il Libano è stato sconquassato da periodi più o meno lunghi di guerre che hanno compromesso la gestione dei rifiuti, già di per sé difficoltosa, portando il Paese in situazioni critiche.

L’ultima ‘crisi’ particolarmente grave si ebbe nel 2015, quando la discarica di Naameh, che smaltiva i rifiuti provenienti da Beirut e da parte del Mount Lebanon, inizialmente adottata come soluzione temporanea per lo smaltimento di 2 milioni di tonnellate di rifiuti, superò la capacità massima, per un totale di 15 milioni di tonnellate stoccate. Il sito venne chiuso, anche in seguito a numerose proteste da parte della popolazione, per un’inappropriata gestione della discarica. Questo portò Sukleen, la compagnia che gestiva la raccolta in tutto il Paese, a fermare le sue attività, portando così ad un accumulo dei rifiuti per le strade senza precedenti (Figure 3 e 4). La crisi fu infine risolta con l’apertura di due nuove discariche.

Figura 3: Rifiuti accumulati nei sobborghi di Beirut durante la crisi del 2015 [Eid, 2016]

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La situazione attuale tuttavia rimane critica, secondo il “Policy Summary on Integrated Solid Waste Management” (Ministry of Environment, 2018) le 6500 tonnellate al giorno di rifiuti solidi urbani prodotte in tutto il Paese vengono smaltite nel seguente modo:

 ~ 50% in 940 discariche abusive non controllate

 ~ 35% in discariche controllate (solo 3 sono operative nell’area di Bourj Hammoud, Ghadir River e Zahle)

 ~ 15% viene riciclato (carte e cartone, plastica, metallo, vetro ecc) o convertito in ammendante organico da circa 50 impianti sparsi per il Libano

Il recupero energetico dei rifiuti non è praticato, ad eccezione di due o tre impianti di digestione anaerobica. Le pratiche di incenerimento dei rifiuti all’aria aperta sono molto diffuse in tutto il Paese.

La composizione dei rifiuti solidi urbani secondo il “Country report on the solid waste management in Lebanon” (SWEEPNET, 2014) è indicata in Figura 5.

Figura 5: Composizione dei rifiuti solidi urbani media in Libano [Elaborazione su dati SWEEPNET, 2014]

La raccolta differenziata è pressoché assente (in qualche città sono presenti raccoglitori informali che selezionano materiali riciclabili dai bidoni sparsi per il centro urbano e li vendono ad aziende che trattano plastica, metalli, carta ecc). La raccolta e lo smaltimento del rifiuto solido urbano indifferenziato è a carico delle municipalità, che spesso si affidano a piccole compagnie private che trasportano i rifiuti negli impianti di trattamento o in discariche abusive. Nei villaggi più piccoli tuttavia spesso non avviene la raccolta e gli abitanti accumulano e bruciano i rifiuti poco fuori dal paese.

1.5 Distretto di Tiro

L’impianto di trattamento meccanico biologico oggetto di questo elaborato è situato ad Ain Baal, una delle 60 municipalità costituenti il Distretto di Tiro (Sour Caza) nel governatorato del South Lebanon.

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Figura 5: Ubicazione di Ain Baal nel Distretto di Tiro[Fonte: Google Maps, 2019]

Circa 20-25 municipalità del Distretto (nel prossimo capitolo saranno esaminati i dati più nel dettaglio) raccolgono e trasportano i rifiuti nell’impianto di Ain Baal.

Il Distretto ha una superficie di 274 km2 e la quota altimetrica varia da 0 a circa 600 m s.l.m nelle regioni collinari dell’entroterra. La produzione giornaliera di rifiuti solidi urbani dell’intero Distretto è stata stimata in circa 220 tonnellate, composti come indicato nella Figura 7 (Lucidi, 2018); ogni municipalità è responsabile per la raccolta e lo smaltimento. Non c’è una discarica controllata, perciò i rifiuti vengono stoccati in discariche non controllate e spesso bruciati all’aria aperta (come mostra la Figura 7).

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Figura 7: Ubicazione e capacità di discariche abusive e incenerimento dei rifiuti all'aria aperta[Fonte: Human Rights Watch]

In base a quanto riportato nel “Upgrade of Ain Baal Solid Waste Treatment Facility Council for Development and Reconstruction” nel 2016 il numero di abitanti libanesi e di rifugiati di origine Siriana nel Distretto erano rispettivamente circa 362.000 e 31.000, a cui si devono aggiungere circa 83.000 rifugiati palestinesi nei campi presenti sul territorio, principalmente a Tiro; sommando i due contributi il totale di abitanti risulta essere di 476.000 (il documento tuttavia riporta una stima di 490.000 abitanti, probabilmente la discrepanza è dovuta alla mancanza di un dato ufficiale per i residenti, essendo l’ultimo censimento risalente agli anni ’30). La percentuale di rifugiati è circa del 23%, numero che stando alle stime più aggiornate del UNHCR dovrebbe essere diminuito a causa di un progressivo ritorno in Siria da parte di alcune famiglie di rifugiati (al 31 ottobre 2019 si registrano 24.944 Siriani nel Distretto).

Tabella 3: Municipalità e abitanti del Distretto di Tiro[Geoflint, 2017]

Municipalità numero di residenti numero di rifugiati 1 Tyre 65000 7469 2 Borj Al-Chimali 45000 2603 3 Seddikeen 6000 1557 4 Arzoun 1200 100 5 Bautoulieh 850 200

21 6 Barish 5000 120 7 Bauzourieh 16000 1125 8 Baflieh 3300 100 9 Badias 2000 200 10 BourjRahal 5500 1800 11 Bourgalieh 3500 530 12 ElBoustan 900 0 13 ElBeyad 1000 70 14 JebalElBoutem 2300 200 15 Eljebbine 1500 80 16 Jennata 400 70 17 Jouya 9000 950 18 ElHallousieh 2800 55 19 ElHmeireh 1000 76 20 Henauyeh 1100 250 21 ElHeneye 1000 200 22 Debaal 2750 400 23 Derdagya 1200 350 24 DeirAmmes 2600 150 25 DeirKanounElNaher 9500 400 26 DeirKanounRas El Ein 2300 314 27 DeirKifa 3500 125 28 ElRamadieh 2500 500 29 Rechkanieh 1600 30 30 Zebkine 3000 400 31 Selaa 3000 260 32 Chahrour 5000 100 33 ElChaatatieh 3000 30 34 Chamea 3000 60 35 ElChahabieh 15000 390 36 Chihine 750 50 37 Sreifa 9000 750 38 Toura 5500 300 39 TeirHarfa 1200 30 40 Tair Debba 5500 650 41 Tayrfalseyeh 3000 318 42 ElZaheira 2500 0 43 ElAbasieh 30000 1909 44 Alma ElChaab 700 100 45 Ayteet 6000 450 46 Ain Baal 15000 688 47 Kana 10000 1239 48 ElKaleile 5300 220 49 ElKaniseh 1500 20 50 ElMajedel 3000 300

22 51 MajedElZoun 4500 215 52 Mahrouneh 1000 0 53 Marwhein 2500 150 54 MarzraetMechref 400 100 55 Maaraqueh 10000 1047 56 Maaroub 6000 537 57 ElMansoureh 700 330 58 ElNaqourah 2800 200 59 Yareen 1500 100 60 Yanouh 1200 30 Totale 361850 30997 1.6 Metodologia di lavoro

La descrizione dell’impianto (capitolo 2) è frutto della combinazione di misurazioni e verifiche eseguite sul campo e di informazioni riportate sui seguenti documenti: “Environmental and Social Impact Assessment - Upgrade of Ain Baal Solid Waste Treatment Facility” (Geoflint, 2017), “A New Life for Municipal Solid Waste in Lebanon: sustainable solutions to design, develop and improve solid waste treatment facilities” (Lucidi, 2018), il layout dell’impianto del 2016, alcuni manuali cartacei dei macchinari (che è stato possibile reperire all’impianto solo per alcuni di essi) e informazioni ottenute dai siti delle varie aziende che li producono. Alcuni accertamenti sul campo delle informazioni delle fonti sopracitate non sono stati possibili o è si è potuto solamente eseguire delle misure grossolane per mancanza di strumentazione più precisa. Molti dati sono stati forniti dai gestori dell’impianto e dove possibile verificati.

In alcuni casi tuttavia ci si è dovuti basare esclusivamente sulla parola dei gestori, come ad esempio la portata degli aspiratori (la maggior parte posti in posizioni difficili da raggiungere), la struttura del biofiltro (impossibile verificare la profondità del letto filtrante), il volume della vasca settica interrata per la raccolta del percolato e lo schema di rivoltamento nella fase attiva del trattamento biologico (da qui in poi verrà indicata con l’acronimo FATB) dove le caratteristiche tecniche della macchina permettono una certa variabilità nella configurazione di installazione (secondo quanto riferito dall’addetto al processo biologico, a ciascun rivoltamento il rifiuto viene traslato in avanti di 5 metri, su questa ipotesi si sono svolte le analisi).

Per quanto riguarda le aree dei capannoni e dei biofiltri, ci sono delle discrepanze tra le fonti sopracitate e le misurazioni eseguite sul campo; in questo caso sono stati presi in considerazione i risultati delle misure fatte a mano con metro a nastro, in quanto considerate più attendibili (il layout è datato e sono stati fatti dei lavori di ristrutturazione nel 2018). Per i volumi dei capannoni si è invece eseguito un calcolo di massima, mediando tra il layout e le misurazioni eseguite con misuratore di distanza laser.

Il volume dei capannoni è un dato importante per il calcolo dei ricambi d’aria, mentre le aree sono servite anche per calcolare la capacità di trattamento dell’impianto per un processo di stabilizzazione aerobica completa e per i tempi di residenza del rifiuto in ogni fase. Il database di Ain Baal è stato utilizzato per stimare un bilancio di massa dell’impianto e per sviluppare ulteriori elaborazioni (capitolo 3 e 4).

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2 Descrizione dell’impianto di Ain Baal

2.1.1 Contesto

L’impianto di trattamento meccanico biologico (TMB) nella municipalità di Ain Baal è situato a 180 m s.l.m circa, in coordinate 33° 14’ 25.8” Nord e 35° 17’ 8.5” Est, a circa 8 km da Tiro. Le strutture abitative più vicine appartengono alla municipalità di Aytit a circa 500 m di distanza in direzione Sud Est e Ain Baal a Ovest. Il 79% della superficie della municipalità (550 ettari) è terra arabile ed è usato principalmente per la coltivazione di agrumi, alberi da frutta e tabacco. L’impianto è situato su una collina circondato da alberi in modo da minimizzarne l’impatto paesaggistico.

Nei prossimi paragrafi verranno illustrati i dati meteorologici che influenzano maggiormente i processi di trattamento: temperatura, piovosità, umidità e vento (particolarmente importante per la diffusione di cattivi odori eventualmente generati).

Figura 8: Ubicazione dell'impianto[Fonte: Googlemaps, 2019]

2.1.2 Dati meteorologici

Sono stati utilizzati i dati meteorologici relativi al periodo 2009-2018 forniti da wordlweatheronline, in assenza di centraline per la misura dei dati meteorologici attuali (esistono serie meteorologiche tra il 1944 e il 1970 a Naqura e a El Qasmiye). I dati relativi al 2019 sono stati scartati in quanto la serie temporale relativa alle precipitazioni presenta valori di picco oltre quattro volte superiori alla norma; questo è un probabile effetto degli eccezionali eventi meteorologici di gennaio 2019, per cui si ritiene però necessaria una validazione.

Come si evince dalla Figura 10 la temperatura media di Ain Baal nell’ultima decade e di circa 18°C, con una temperatura media massima nei mesi più caldi che oscilla intorno ai 30°C e una temperatura minima nei mesi più freddi intono ai 6°C.

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La temperatura influenza le cinetiche di processo microbiche attive nel processo di stabilizzazione aerobica della frazione organica dei rifiuti, i volumi di aria da trattare e il funzionamento del biofiltro.

Figura 9: Temperatura di Ain Baal media, minima e massima (WorldWeatherOnline, 2009-2018) La piovosità media nei mesi invernali è si circa 100 mm, mentre nei mesi estivi la pioggia è quasi assente. L’area in esame è tra le più aride del Libano. La piovosità influenza scelte come la copertura del biofiltro e delle aree di stoccaggio di materiali inorganici e di scarti, oltre che la quantità di acque meteoriche che dovrebbero essere raccolte e trattate, specialmente le acque di prima pioggia cariche di inquinanti accumulate sulle superfici di tetti e strade.

Figura 10: Millimetri di pioggia ad Ain Baal (WorldWeatherOnline, 2009-2018)

L’umidità relativa, come si vede dalla Figura 12, varia mediamente dal 55% al 70% rispettivamente nei mesi estivi e nei mesi invernali. Questo influenza specialmente la fase attiva del trattamento biologico, essendo l’aria dei soffiatori presa dall’ambiente esterno.

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Figura 11: Umidità relativa ad Ain Baal (WorldWeatherOnline, 2009-2018)

La stagione invernale risulta essere la più ventosa, soprattutto per quanto riguarda la velocità media delle raffiche, che comunque difficilmente superano i 20 km/h. La direzione prevalente del vento è verso Sud Ovest e Sud. La velocità e la direzione del vento influenzano principalmente la diffusione degli odori. Come verrà approfondito nei prossimi capitoli, questo risulta essere un problema molto rilevante e oggetto di lamentele da parte della popolazione che abita nei paesi limitrofi all’impianto, specialmente i residenti di Aytit e di Ain Baal.

Figura 12: Velocità del vento media ad Ain Baal (WorldWeatherOnline, 2009-2018)

2.2 Organizzazione dell’impianto

2.2.1 Personale

Nell’impianto TMB di Ain Baal lavorano 55 persone, delle quali 6-7 sono dedicate alla gestione operativa, tuttavia non è stato possibile ricostruire un organigramma dal momento che non sembra esserci una ben definita suddivisione dei compiti e delle responsabilità. Oltre a loro c’è un addetto al processo di trattamento biologico che si occupa di: tenere i registri con la temperatura e la frequenza di rivoltamento/riempimento del rifiuto nelle varie corsie della fase attiva del trattamento biologico (FATB), attivare l’accensione o spegnimento dei soffiatori, monitorare il rivoltamento del rifiuto biostabilizzato nella successiva fase di maturazione e del controllo del tempo di residenza di

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ciascun lotto nelle diverse fasi in modo da ottenere un rifiuto biostabilizzato di qualità più omogenea possibile.

Tutti gli altri lavoratori svolgono la selezione manuale dei rifiuti dai nastri trasportatori e dalla baia di scarico, guidano i mezzi cingolati e gommati, utilizzano le presse per la formazione delle balle di cartone o PET e fanno piccoli interventi di manutenzione ordinaria e straordinaria (per interventi di riparazione importanti ci si rivolge direttamente a Bou Chaloub, l’azienda che ha installato i macchinari).

I lavoratori sono per la maggior parte di origine Siriana, finito il turno rimangono a dormire nelle tende o nei bagni, in attesa della costruzione di un edificio vicino alla struttura dove abitare.

Nei successivi paragrafi verranno descritte più nel dettaglio le vari sezioni dell’impianto e il personale coinvolto.

2.2.2 Gestione e supervisione

.L’addetto al processo di stabilizzazione aerobica può supervisionare la FATB dalla sala controllo, posta all’interno del capannone dei pretrattamenti meccanici, da cui attraverso un vetro si ha la vista sulle baie della FATB. Nella sala controllo vengono rilevate in continuo le temperature delle 30 termocoppie delle baie e si possono accendere e spegnere manualmente i soffiatori che insufflano aria nei cumuli o impostare un timer che li fa spegnere automaticamente dopo un certo tempo (i dettagli sul funzionamento della FATB verranno esposti nei successivi paragrafi).

2.2.3 Orari e turni di lavoro

In accordo con le informazioni fornitemi dai gestori dell’impianto è stato possibile ricostruire i turni e orari di esercizio dell’impianto TMB. Il lavoro è organizzato su un unico turno dalle ore 7:00 alle 17:00 approssimativamente, con una pausa pranzo di circa un’ora dalle 12:00 alle 13:00. L’orario di chiusura è tuttavia variabile, poiché ogni giorno si finisce solo dopo che sono stati processati tutti i rifiuti arrivati nell’arco della giornata (e dopo le operazioni di pulizia). L’impianto è aperto 6 giorni su 7, perciò il lunedì è dopo i giorni di festività (di chiusura) quando la raccolta non avviene, la quantità di rifiuti da processare sarà molto maggiore della media, conseguentemente si dovrà lavorare più a lungo rispetto ai soliti orari.

2.3 Diagramma di flusso e layout

Nelle Figure 14 e 15 viene riportato rispettivamente il diagramma di flusso dell’impianto e il layout, nei prossimi paragrafi saranno approfondite nel dettaglio tutte le fasi che li compongono: pretrattamenti meccanici, fase attiva del trattamento biologico (FATB), maturazione, presidi ambientali per il controllo degli odori, raccolta del percolato e stoccaggio dei materiali inorganici e degli scarti. La selezione manuale di materiale comprende vetro bianco, vetro colorato, PET trasparente, altra plastica dura mista.

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Figura 13: Schema di flusso dell’impianto.

Il layout è stato disegnato partendo da quello del 2016 e da misurazioni effettuate manualmente sul campo. In rosso sono state segnate le condotte degli aspiratori, che avviano l’aria esausta ai presidi ambientali, in azzurro la raccolta del percolato nelle relative vasche. Le acque meteoriche in parte vengono convogliate negli stessi serbatoi del percolato e in parte non vengono né raccolte né trattate.

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30 2.4 Pretrattamenti meccanici

2.4.1 Ricezione rifiuti

I camion carichi di rifiuti urbani raccolti nelle municipalità arrivano nel piazzale dove possono fare manovra, posizionarsi sul ponte pesatore e infine scaricare nella baia. Anche i camion pieni di materiali inorganici separati dall’impianto TMB vengono pesati (prima e dopo che carichino il materiale, in modo da ottenere il peso netto; come avviene anche per i rifiuti urbani).

Per ogni camion vengono segnati: data, orario della prima e della seconda pesatura e rispettivi valori, peso netto, municipalità di provenienza, nome del guidatore.

La baia di scarico ha un’area di 358,6 m2

(da misurazioni fatte sul campo), quindi ipotizzando un’altezza massima di stoccaggio di 3 m (altezza del muro che la circonda) e uno spazio di manovra del 30% (fonte: Rifiuti solidi), si ottiene un volume di stoccaggio massimo di 753 m3. Supponendo una densità del materiale in ingresso di 300 kg/m3, la massima quantità di materiale che si potrà accumulare è di 226 m3, circa 1,6 volte la quantità di rifiuti trattati giornalmente.

La Figura 16 mostra l’ingresso al capannone dei pretrattamenti meccanici; l’apertura di sinistra e quella centrale si affacciano sulla baia e sono provviste di saracinesche, mentre l’apertura di destra (occupata dalla ruspa nella foto) non lo è. Quest’ultima è spesso strabordante del cartone selezionato e accumulato in quest’area prima di venire compattato.

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Figura 16: Baia di scarico[settembre, 2019]

2.4.2 Prima sezione

Nella baia di scarico avviene già la prima selezione di materiale, operata da 2 o 3 lavoratori che separano il cartone e lo accumulano a fianco del muretto perimetrale della baia (sul lato destro guardando l’ingresso) in un area rettangolare con apertura sul piazzale (apertura occupata dalla ruspa nella Figura 16). Qui il cartone viene manualmente posizionato su un nastro trasportatore che porta il materiale in una macchina che lo compatta in cubi (Figura 18), i quali vengono poi accumulati all’esterno, nel piazzale.

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Il resto del rifiuto viene caricato nel lacerasacchi da una ruspa gommata. Le caratteristiche tecniche principali sono riportate in Tabella 4. La quantità oraria di rifiuti che è in grado di processare dipende dalla densità come mostrato dal grafico in Figura 20 (il modello della macchina è quello rappresentato dai quadratini rossi).

Tabella 4: Caratteristiche tecniche del lacerasacchi [Fonte: manuale MatthiessenInstruction Manual]

Macchina Lacerasacchi

modello SRIIIplus-K4 3Segm

anno di costruzione 2017 peso macchina 15 ton

lunghezza 9.4 m larghezza 7 m altezza 4.2 m lunghezza tramoggia 2 m larghezza tramoggia 4.5 m altezza tramoggia 3.55 m potenza totale 18 kW sistema di controllo Siemens S7 capacità della tramoggia 20 m3 circa

capacità di trattamento 25 t/h (dipendente dalla densità) livello di suono < 85 dB(A)

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Figura 18: Rappresentazione grafica del lacerasacchi [Fonte: manuale MatthiessenIntruction Manual]

Figura 19: Quantità di rifiuto trattata in funzione della densità [Fonte: MatthiessenIntruction Manual]

to n/ h

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Sul nastro trasportatore a valle del lacerasacchi 7/8 lavoratori hanno il compito di separare i cartoni sfuggiti alla prima raccolta nella baia, individuare e aprire i sacchetti di plastica che non fossero stati schiusi completamente tra le lame del lacerasacchi. Solitamente due lavoratori trasportano in opportuni contenitori i film plastici separati e portano il cartone nell’area di stoccaggio prima menzionata.

Figura 20: Nastro trasportatore che porta i rifiuti al vaglio rotante [settembre, 2019]

Il vaglio a tamburo è messo in rotazione da un motore di potenza 5.5 kW e ha dei fori di diametro 6 cm. Il sovvallo, costituito da materiale prevalentemente inorganico, viene trasportato verso il separatore balistico, mentre il sottovaglio viene inviato alla FATB, previo trattamento che verrà descritto nel successivo paragrafo.

2.4.3 Seconda sezione

Come descritto nello schema di Figura 14, il sovvallo viene avviato al separatore balistico, che ha lo scopo di separare i rifiuti in ingresso in tre flussi (Figura 23): frazione 3D, frazione 2D e frazione fine.

Tabella 5: Caratteristiche tecniche del separatore balistico [Fonte: www.koptech.com]

Macchina separatore balistico

modello KomptechBallister 4300

peso macchina 5.75 ton

lunghezza 7.475 m

larghezza 2.4 m

altezza (senza apertura di ingresso) 1.930 m

potenza totale 5.5 kW

capacità fino a 60 m3/h

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Figura 21:Separatore balistico [settembre, 2019]

Figura 22:

Rappresentazione grafica del separatore balistico e del suo funzionamento [Fonte: www.koptech.com]

Su tutte e tre i flussi uscenti (su 3 nastri trasportatori differenti) viene effettuata una selezione manuale di materiali inorganici riciclabili, nella fattispecie:

 Vetro colorato

 Vetro bianco

 Plastica dura mista (HDPE, PP, PVC)

 Bottiglie di plastica trasparenti (PET)

 Film plastici colorati

 Film plastici trasparenti

 Fili di rame

La separazione di metalli ferrosi e non ferrosi viene invece effettuata rispettivamente con il separatore magnetico e il separatore a correnti indotte. Alcuni materiali inorganici separati manualmente vengono fatti cadere in contenitori a rete metallica messi al piano di sotto in corrispondenza dei fori ai lati dei nastri, che periodicamente vengono svuotati nelle aree esterne di stoccaggio (che in seguito verranno descritte); altri vengono accumulati in contenitori metallici

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(apribili sul fondo) che periodicamente vengono svuotati sul camion sottostante (al momento dell’apertura) e trasportati nelle aree di stoccaggio (c’è anche qualche sacco che viene trasportato manualmente).

Figura 23: Selezione manuale dei materiali riciclabili[agosto, 2019]

La frazione fine, ovvero il materiale con una pezzatura inferiore ai 8 cm, che quindi passa attraverso le maglie del separatore balistico, si suppone che sia prevalentemente composta da organico e viene quindi convogliata alla linea del sottovaglio. Di solito qui 2 o 3 lavoratori fanno selezione manuale di materiali inorganici, poi il separatore magnetico rimuove i metalli ferrosi e il flusso che rimane sul nastro trasportatore viene avviato alla FATB.

Il flusso della frazione 3D viene sottoposto a selezione manuale dei materiali inorganici (effettuata da 6/7 lavoratori, poi vengono separati i metalli ferrosi con un separatore magnetico identico a quella della linea dell’organico (Gauss magnetic, beltelectromagnetic separator, Figura 25). Il flusso passa poi attraverso un separatore a correnti indotte (Gauss magnetic, eddycurrent separator with eccentricsystem) e poi si immette nel flusso 3D a monte del separatore ottico (NearInfrared - NIR)

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Figura 24:Separatore magnetico [agosto, 2019]

Figura 25: Separatore a correnti indotte[agosto, 2019]

Sulla linea 2D viene fatta una selezione manuale dei materiali inorganici da 9/11 lavoratori, successivamente il flusso passa attraverso il sensore ottico NIR (Near-InfraRed), che tuttavia non riesce a separare il PVC (polivinilcloruro) come dovrebbe, probabilmente a causa del fatto che il rifiuto in ingresso è troppo sporco e quindi il sensore a infrarosso non sempre riesce a distinguerlo efficacemente. Il flusso viene infine scaricato all’esterno, in un’area non pavimentata (la pavimentazione preesistente si è rotta a causa dell’utilizzo di ruspe cingolate) e non coperta dove gli scarti vengono caricati su dei camion e inviati in una discarica non controllata (al momento si sta ancora cercando un sito adatto per aprire una discarica sanitaria).

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L’accensione e lo spegnimento dei macchinari e dei nastri trasportatori viene fatto da un addetto che solitamente rimane anche nel capannone dei pretrattamenti meccanici a controllare che tutte le operazioni di selezione vengano svolte in maniera corretta.

Tabella 6: Caratteristiche tecniche NIR[Redwaveoperatingmanual] Macchina Separatore a infrarossi

modello REDWAVE 2800 NIR 2W

pezzatura rifiuti 60-250 mm potenza nominale 15 kW capacità 6.5 t/h

Figura 26:NIR[luglio, 2019]

39 2.5 Stabilizzazione aerobica

La fase di stabilizzazione aerobica è suddivisa in due fasi, la fase attiva e la fase di maturazione e raffinazione meccanica, come spiegato di seguito.

2.5.1 Fase attiva del trattamento biologico (FATB)

Il rifiuto proveniente dalla linea dell’organico (costituito dal sottovaglio del vaglio a tamburo e dal materiale di pezzatura inferiore a 8 cm uscente dal separatore balistico) viene avviata nella FATB tramite nastro trasportatore. Qui il rifiuto cade in una zona di scarico (interna al capannone), di 228 m2 circa di superficie (26,2 m di larghezza, ovvero la larghezza del capannone, e 8,7 m di lunghezza) da cui verrà man mano trasportato nelle corsie da una piccola ruspa.

Sono presenti 10 corsie di 50 metri di lunghezza, 2 m di larghezza e circa 2,13 m di altezza (il volume complessivo disponibile per il rifiuto è di 2000 m3 circa, considerando un’altezza di riempimento di 2 m); sui lati esterni sono presenti altre due intercapedini che ospitano tutti i soffiatori.

Ogni corsia viene riempita per i primi 10 metri e poi la macchina rivoltatrice (caratteristiche tecniche in Tabella 7) miscela il rifiuto e lo trasla di 5 metri verso il fondo della corsia. Questa operazione avviene ogni 3 giorni, perciò ciascun lotto rimane nella FATB per 27 giorni). Ciò è illustrato in Figura 30, dove il colore più scuro indica il materiale che è nella FATB da più tempo. Questo è lo schema che, secondo quanto spiegato dall’addetto al processo biologico, dovrebbe essere sempre seguito (ogni corsia è indipendente dalle altre), tuttavia spesso questo non avviene (la questione verrà approfondita nei prossimi capitoli). La macchina rivoltatrice è composta da un tamburo rotante “dentato” che rivolta il materiale e da un nastro trasportatore inclinato che trasla il rifiuto rivoltato nel senso opposto al movimento della macchina (la macchina si muove dal fondo delle corsie verso l’inizio, mentre il materiale viene traslato verso il fondo). Per spostarsi da una baia all’altra, c’è un sistema automatico costituito da un carrello che si muove perpendicolarmente alle corsie, mentre quando deve raggiungere il fondo delle baie sia il tamburo che il nastro trasportatore si sollevano in modo che il macchinario sia libero di muoversi appoggiandosi sui muretti divisori delle corsie.

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Figura 28: Corsie FATB[agosto, 2019]

Figura 29: Macchina rivoltatrice[febbraio, 2019]

Tabella 7: Caratteristiche tecniche sistema di avanzamento/rivoltamento[IPS compost agitator manual]

Macchina sistema di rivoltamento/avanzamento

modello IPS composting Agitator

velocità di processo 1.2 m/min

altezza 1.53 m

larghezza 3.25 m

lunghezza 5.03 m

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Figura 30: Schema di rivoltamento/avanzamento del materiale in una corsia

Per la fornitura dell’ossigeno sono presenti 30 soffiatori indipendenti tra loro, 3 per ogni corsia, ciascuno dei quali immette un flusso d’aria attraverso una tubatura di PVC forata disposta sui lati della baia ed immersa in un letto di pietre in modo da rendere il flusso più omogeneo ed evitare intasamenti. Ciascun soffiatore perciò immette aria per 15.25 m di lunghezza. individuando così 4 zone di aerazione indipendenti in ogni corsia (compresa anche quella non areata).

Ogni baia è provvista di 3 termocoppie poste a mezza altezza sui muretti divisori delle corsie a circa ¼, metà e ¾ della lunghezza. Se la temperatura raggiunge i 65°C si accende automaticamente il soffiatore che immette aria in quella porzione di materiale (spesso vengono attivati manualmente quando l’addetto vede che la temperatura sta per raggiungere i 65°C); altrimenti rimangono spenti. La portata d’aria che ciascun soffiatore (di 3 hp di potenza) è in grado di fornire è di 1.7 m3/min/trifiuto (“Upgrade of Ain Baal Solid Waste Treatment FacilityCouncil for Development and Reconstruction”), ipotizzando una densità del materiale media nella FATB (risultato delle misure di densità riportate nel Capitolo 3) di 0,6 t/m3, si ottiene una portata di circa 1 m3/s.

Il rifiuto alla fine della FATB cade in una fossa di stoccaggio di 760 m3 circa di volume (5.8 m x 26.2 m x 5 m), interna al capannone, da cui periodicamente il materiale verrà trasportato da una ruspa nel capannone che ospita la fase di maturazione. I due edifici sono collegati da un tunnel, costruito durante l’estate con lamiere e putrelle di acciaio in modo che quando si effettuano le operazioni di spostamento dei rifiuti tra le due fasi del processo non ci sia fuoriuscita incontrollata di odori.

2.5.2 Fase di maturazione e raffinazione meccanica

Il capannone in cui avviene la maturazione e la raffinazione meccanica è lungo 90 m e largo 24 m (Area totale=2160 m2). Qui il rifiuto biostabilizzato in uscita dalla FATB viene dapprima impilato su uno o due cumuli paralleli di sezione triangolare (altezza circa 1.30 m, larghezza 2 m e lunghezza 50-60 m) che vengono rivoltati per due ore al giorno per 20 giorni (secondo i gestori dell’impianto) da una macchina rivoltatrice (Figura 32). Dopodiché il materiale viene ammucchiato in un cumulo (o a volte due) di 3-4 m di altezza dove resta dai 10 ai 40 giorni (secondo il responsabile del rifiuto biostabilizzato in totale il materiale resta in questa fase per più di un mese,

giorno 5 metri 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

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qualche volta anche quasi 60 giorni; egli afferma di riuscire a capire a occhio quando il rifiuto biostabilizzato è pronto).

Il rifiuto biostabilizzato subisce infine una setacciatura in un vaglio a tamburo (viene movimentato da una ruspa dai cumuli alla tramoggia di carico del macchinario) con maglie di 5 mm di diametro. Il sovvallo andrà a costituire gli scarti di maturazione, che vengono periodicamente portati nella stessa discarica dei residui dei pretrattamenti meccanici (vengono stoccati momentaneamente all’interno del capannone di maturazione), mentre il sottovaglio costituisce il rifiuto biostabilizzato. Prima di mettere il prodotto finale in sacchi da 50 kg che vengono poi stoccati al coperto sul retro del capannone, sarebbe stato previsto un ultimo trattamento con un vibrovaglio verticale che avrebbe avuto lo scopo di separare (sfruttando le diverse densità) le impurità presenti, tuttavia questo macchinario non ha mai funzionato probabilmente a causa dell’eccessiva umidità dei granuli del rifiuto biostabilizzato.

Figura 31: Macchina rivoltatrice del rifiuto biostabilizzato [settembre, 2019]

Tabella 8: Caratteristiche tecniche rivoltatore del rifiuto biostabilizzato [www.komptech.com] Tipo macchina Macchina rivoltatrice

modello komptechtopturn x55

motore diesel potenza 330 hp capacità di trattamento ~ 3976 m3/h diametro tamburo 1.2 m larghezza max andane 5 m-5.3 m altezza max andane 2.46 m

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Tabella 9: Caratteristiche tecniche vaglio a tamburo[www.pezzolato.it]

Tipo macchina vaglio a tamburo

modello Pezzolato L3000

lunghezza totale cilindro vagliante 3.5 m lunghezza utile cilindro vagliante 3 m

dimensione fori 5 mm

potenza motore diesel 38 kW

ingombro (mm) 2400x8500x3900

Figura 33: Vibrovaglio verticale[settembre, 2019]

44 2.6 Stoccaggio di materiali riciclabili inorganici I materiali riciclabili che vengono separati manualmente sono:

 Vetro bianco e colorato

 Plastica dura (HDPE e PVC principalmente)

 Metalli ferrosi

 PET trasparente

 Alluminio

 Film plastici trasparenti e colorati

 Carta e cartone

 Fili di rame

Sono disponibili cinque fosse per lo stoccaggio dei materiali riciclabili. Ogni fossa ha un volume di 390 m3 (20m x 6.5m x 3m) e vengono usate per l’accumulo di plastica (una fossa coperta per il PET trasparente e due per la plastica dura mista, HDPE e PVC principalmente), vetro e metalli ferrosi; gli altri materiali vengo ammucchiati davanti o ai lati dei capannoni, dove c’è spazio. Oltre al cartone, già descritto precedentemente, anche il PET trasparente viene pressato fino a formare delle balle.

Figura 35: Fosse di stoccaggio di materiali riciclabili inorganici[settembre, 2019]

2.7 Trattamento del percolato

Il percolato che viene raccolto dai pretrattamenti meccanici e dalla FATB viene convogliato in una vasca seminterrata di 260 m3 di capacità. Le stesse vasche vengono anche usate per la raccolta delle acque meteoriche. Il percolato proveniente dalla fase di maturazione viene invece raccolto in una vasca settica interrata di 40 m3 di volume (ciascuna camera di 20 m3), profonda 4 m (il setto separa le camere da -4 m a – 1 m di profondità, mentre per il primo metro sono collegate). Non viene mai

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fatta pulizia del materiale depositato sul fondo in nessuna delle vasche, se non qualche saltuaria rimozione del materiale più grossolano.

L’impianto non è collegato al sistema fognario, perciò le vasche di raccolta del percolato vengono periodicamente svuotate: (la vasca settica con una frequenza di circa 5 - 7 giorni, mentre la vasca è stata parzialmente svuotata solo dopo 4 mesi dall’apertura dell’impianto secondo i gestori), con un camion cisterna di 10 m3 di capacità.

Non viene tenuto un registro con la frequenza dello svuotamento di ogni camera.

L’acqua con cui viene inumidito il biofiltro viene ricircolata, ma comunque costituisce una quantità irrisoria rispetto al percolato.

Figura 36: Vasca settica interrata[agosto, 2019]

2.8 Trattamento dell’aria

Gli edifici che ospitano i pretrattamenti meccanici, la fase attiva del trattamento biologico e la fase di maturazione sono dotati di un impianto per l’aspirazione dell’aria, che viene poi convogliata verso due biofiltri attraverso una tubatura di 32 cm di diametro.

Grazie a misure effettuate sul campo ed al confronto con il layout dell’impianto del 2016 è stato possibile ricostruire approssimativamente aree e volumi di presidi ambientali e capannoni. La portata degli aspiratori e dei soffiatori non è regolabile ed è pari rispettivamente a 7000 CFM (11893 m3/h) e 5000 CFM (8495 m3/h), secondo quanto affermato dal gestore. Ci sono 10 aspiratori in totale, ciascuno di 22 kW di potenza, che risucchiano l’aria dai 3 capannoni (Pretrattamenti meccanici, FATB e maturazione) e attraverso una tubatura di 32 cm di diametro avviano l’aria ai biofiltri. Nella struttura che ospita i pretrattamenti meccanici ci sono anche 4 soffiatori che immettono aria pulita presa dall’esterno. Facendo i calcoli degli scambi d’aria si constata che l’edificio risulta essere in pressione, ovvero si aspira meno aria di quella che si immette (rispettivamente 23786 m3/h e 33980 m3/h). Nelle Tabelle 10 e 11 sono riportate le caratteristiche di biofiltri e scambi d’aria; la portata specifica è la portata d’aria trattata per m3