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ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE L. DA VINCI PISA CLASSI 2B 2D 3 FASE Prof.ri : Caroti Cini Iovene Manetti Pisaniello.

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1 ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE L. DA VINCI PISA CLASSI 2B 2D 3 FASE Prof.ri : Caroti Cini Iovene Manetti Pisaniello

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3 La normativa definisce il rifiuto come qualsiasi sostanza od oggetto […] di cui il detentore si disfi, abbia deciso o abbia lobbligo di disfarsi (art. 183, D.lgs. 152/06). La definizione di rifiuti rimane quindi fondata, come con il precedente Decreto Ronchi, sul concetto di disfarsi, che costituisce una condizione necessaria e sufficiente perché un oggetto, un bene o un materiale sia classificato come rifiuto. La natura non conosce rifiuti, intesi come materiali che non possono venire assorbiti e riutilizzati nel sistema naturale, ora o in futuro. I rifiuti pertanto rappresentano una delle principali pressioni create sullambiente dalluomo e soprattutto dalle sue organizzazioni più industrializzate. Lutilizzo poco efficiente delle risorse naturali ha portato come principale conseguenza la creazione di grandi quantitativi di materiali non più riutilizzabili né dai sistemi industriali, né da quelli naturali, che si sono accumulati creando nel tempo notevoli problemi ed inquinamenti. Con il passare del tempo e con il diffondersi di una sempre maggiore consapevolezza dei problemi derivanti dalla produzione e dalla gestione dei rifiuti è nata lesigenza di regolamentare con strategie, norme e piani i flussi di materiali in uscita dai nostri sistemi produttivi e dalle nostre case, cercando di prevenirne la produzione e la pericolosità e cercando di gestirli, una volta prodotti, privilegiando il recupero allo smaltimento.

4 Una delle disfunzioni più gravi che lo sviluppo socio - economico ha portato è certamente quella dei rifiuti solidi urbani. Lo smaltimento dei rifiuti solidi urbani è sempre stato effettuato con l'ammassamento in discariche più o meno grandi, poste nelle immediate vicinanze dei centri di cui erano a servizio; sopportate malvolentieri dagli abitanti vicini, ma strettamente necessarie in mancanza di un serio piano alternativo di smaltimento. Purtroppo l'aumento indiscriminato delle quantità di rifiuti avviati in discariche, nonché il peggioramento delle loro caratteristiche, hanno reso necessarie altre forme di smaltimento dei rifiuti. Lo smaltimento di rifiuti può avvenire tramite le discariche controllate, il riciclaggio, il compostaggio ed il recupero energetico; questi processi, non sono alternativi ma complementari in una corretta politica di gestione dei rifiuti.

5 Per risolvere il problema rifiuti si deve intervenire su ogni fase della produzione del rifiuto, soprattutto, quando possibile, all'origine della formazione del bene che diverrà rifiuto. Occorre favorire il riutilizzo o il riciclaggio e infine sfruttare il contenuto energetico del rifiuto mediante la produzione di compost, biogas o con la termocombustione di ciò che non è stato possibile valorizzare. Alla fine di questo processo la frazione destinata a discarica, sempre e comunque presente, sarà in quantità assai inferiore. Quindi riduzione, riutilizzo del materiale tal quale, riciclaggio della materia costituente il materiale raccolto e recupero sono i nuovi quattro imperativi che si impongono per affrontare correttamente il problema dello smaltimento dei rifiuti urbani. Noi tutti dovremmo essere consapevoli di essere una parte del complesso meccanismo che può aiutare l'ambiente e noi stessi a vivere meglio. Questa metodologia di impostazione è stata anche sinteticamente denominata come " La filosofia delle 4R ".

6 La raccolta differenziata è il modo migliore per preservare e mantenere le risorse naturali, a vantaggio nostro ma soprattutto delle generazioni future : riusare, riutilizzare e valorizzare i rifiuti, dalla carta alla plastica, contribuisce a restituirci e conservare un ambiente "naturalmente" più ricco.

7 Ricordiamoci infatti che la quantità di risorse come lacqua, le foreste, i metalli, i combustibili fossili,… sono sempre più a rischio anche per effetto di un sempre maggiore aumento della domanda

8 Cosa si può fare? Interventi alla fonte per ridurre la pericolosità e la quantità Ampliare la vita dei prodotti Modelli di consumo sostenibili Ridurre i trasporti di rifiuti Gestione integrata dei rifiuti

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11 La normativa di riferimento a livello nazionale in materia di rifiuti è rappresentata dal Decreto legislativo n. 152 del 3 aprile Tale Decreto dedica la parte IV alle Norme in materia di gestione dei rifiuti e di bonifica dei siti inquinati (articoli 177 – 266) ed ha abrogato una serie di provvedimenti precedenti tra cui il Decreto legislativo n. 22 del 5 febbraio 1997, cosiddetto Decreto Ronchi, che, fino alla data di entrata in vigore del D.lgs. 152/06, ha rappresentato la legge quadro di riferimento in materia di rifiuti.

12 La gerarchia di gestione dei rifiuti è disciplinata dallart. 179 del D.Lgs. 152/06 Criteri di priorità nella gestione dei rifiuti stabilisce quali misure prioritarie: la prevenzione e la riduzione della produzione e della nocività dei rifiuti seguite da misure dirette quali il recupero dei rifiuti mediante riciclo, il reimpiego, il riutilizzo o ogni altra azione intesa a ottenere materie prime secondarie, nonché alluso di rifiuti come fonte di energia.

13 Il Decreto quindi persegue la linea già definita dal Decreto Ronchi, ovvero la priorità della prevenzione e della riduzione della produzione e della pericolosità dei rifiuti, a cui seguono solo successivamente il recupero (di materia e di energia) e quindi, come fase residuale dellintera gestione, lo smaltimento (messa in discarica ed incenerimento).

14 La classificazione dei rifiuti presente nel D.lgs.152/06 distingue i rifiuti secondo lorigine in Rifiuti urbani Rifiuti speciali

15 secondo le caratteristiche di pericolosità in Rifiuti pericolosi Rifiuti non pericolosi

16 sono urbani: a) i rifiuti domestici b) i rifiuti non pericolosi assimilati ai rifiuti urbani per qualità e quantità c) i rifiuti provenienti dallo spazzamento delle strade d) i rifiuti di qualunque natura o provenienza giacenti sulle strade ed aree pubbliche e) i rifiuti vegetali f) i rifiuti provenienti da attività cimiteriali

17 sono speciali: a) i rifiuti da attività agricole e agro-industriali b) i rifiuti derivanti dalle attività di demolizione, costruzione, nonché i rifiuti che derivano dalle attività di scavo c) i rifiuti da lavorazioni industriali d) i rifiuti da lavorazioni artigianali e) i rifiuti da attività commerciali f) i rifiuti da attività di servizio

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21 Raccolta idonea a raggruppare i rifiuti urbani in frazioni merceologiche omogenee al momento della raccolta, nonché a raggruppare i rifiuti di imballaggio separatamente dagli altri rifiuti urbani, a condizione che siano effettivamente destinati al recupero.

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23 LA legge regionale n° 61 del 22/ 11/ 2007 ha ridisegnato i confini territoriali degli Ambiti Territoriali Ottimali ( ATO ) per la gestione dei rifiuti, che passano da dieci a tre. 1. ATO Toscana Centro ( FI, PO, PT ) 2. ATO Toscana Costa ( MS, LU, PI, LI ) 3. ATO Toscana Sud ( AR, SI, GR ) La percentuale di raccolta differenziata certificata dei rifiuti urbani, viene determinata dallAgenzia Regionale Recupero Risorse (ARRR), secondo un metodo approvato dalla Giunta Regionale, in assenza di un metodo nazionale.

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28 Dal grafico si nota una crescita costante della RD fino al 2004, dal 2004 al 2007 questa non ha subito variazioni sostanziali mentre nel 2008 ha avuto un incremento di quasi il 3%. Dati ARRR (Agenzia Regione Recupero Risorse)

29 Dal grafico si nota come tutti i dieci ATO presenti in Toscana non abbiano raggiunto il 50% proposto dal Piano Regionale di Azione Ambientale (PRAA) per il 2009, e solo quattro abbiano rispettato il valore previsto dal D.Lgs n. 152/06

30 I dati del 2008 evidenziano che la frazione raccolta in quantità maggiore è la carta seguita dalla frazione organica e da sfalci e potature

31 NEL 2009 E STATO RACCOLTO IN MANIERA DIFFERENZIATA IL 37%. NEI PRIMI TRE MESI DEL 2010, TRAMITE LINTRODUZIONE DI STAZIONI FISSE E MOBILI DI RACCOLTA E UNO SCONTO SULLA TASSA SUI RIFIUTI, IN BASE AL CONFERIMENTO DEL MATERIALE RICICLABILE DA PARTE DEI CITTADINI, E STATO RAGGIUNTO IL 43%. LA PERCENTUALE E ANCORA LONTANA DAL 65% CHE DEVE ESSERE RAGGIUNTO NEL 2012 (D.Lg 152/06 )

32 Visita alla Revet

33 La Revet S.p.A è una azienda specializzata nella raccolta, nella selezione e trattamento dei materiali destinati al riciclaggio e opera prevalentemente in Toscana dove serve 218 comuni su 287.

34 Vetro Plastica Alluminio Acciaio Tetrapak

35 Bidone a campana Cassonetto Raccolta porta a porta

36 Il materiale raccolto viene caricato su un nastro trasportatore

37 È diviso in due sezioni: la prima con fori di diametro 50mm per l'eliminazione del vetro fine e dei rifiuti organici, la seconda è composta da una serie di finestre rettangolari.

38 Terminata la prima e la seconda selezione quello che esce dal rullo viene selezionato manualmente

39 La separazione del mate- riale metallico avviene grazie ad un nastro magnetico, sovrapposto al nastro trasportatore, che attira e trattiene questi materiali

40 Il vetro passa attraverso un nastro trasportatore dove viene selezionato manualmente per poi essere raccolto in una vasca apposita

41 Questi materiali vengono separati mediante un processo di doppia aspirazione e successivamente vengono avviati su un altro nastro L'alluminio viene separato tramite nastri a corrente induttiva e, raccolto viene indirizzato per il riciclaggio

42 Queste ultime frazioni vengono trasferite tramite una conduttura ad un altro impianto di selezione. Il tetrapak, trasportato insieme alla plastica, viene riconosciuto da un sensore ottico e con un getto d'aria compressa lo incanala in un altro nastro.

43 La plastica viene trasportata da un nastro di un macchinario che la divide per tipologia.

44 Trasparente Colorata Azzurrata

45 Le bottiglie vengono distribuite su un nastro e poi imballate.

46 La Revet fabbrica materiali propri. Il mercato di questi manufatti non ha molto successo,anche se, per legge, gli enti locali sarebbero obbligati a comprarli

47 E GLI IMBALLAGGI ?

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50 Visita alla Revet

51 IL TERMOVALORIZZATORE DI OSPEDALETTO

52 Incenerimento dei rifiuti Negli impianti più moderni, il calore sviluppato durante la combustione dei rifiuti viene recuperato e utilizzato per produrre vapore, poi utilizzato per la produzione di energia elettrica o come vettore di calore (ad esempio per il teleriscaldamento). Questi impianti con tecnologie per il recupero vengono indicati col nome di inceneritori con recupero energetico, o più comunemente termovalorizzatori. Gli inceneritori sono impianti utilizzati principalmente per lo smaltimento dei rifiuti mediante un processo di combustione ad alta temperatura che dà come prodotti finali un effluente gassoso, ceneri e polveri.

53 Nel termovalorizzatore di Ospedaletto ci sono due forni, completamente identici che bruciano, al giorno, circa 80 tonnellate di rifiuti ciascuno. Limpianto di Ospedaletto è del tipo "a griglie". Attualmente limpianto tratta rifiuto solido urbano da raccolta stradale dell'area pisana per circa 55 mila tonnellate/anno e da 2 a 3 mila tonnellate/anno di rifiuto ospedaliero. IL TERMOVALORIZZATORE DI OSPEDALETTO

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55 Il funzionamento del termovalorizzatore Il funzionamento del "termovalorizzatore" di Ospedaletto, può essere suddiviso in più fasi: Arrivo e movimentazione dei rifiuti Combustione dei rifiuti e recupero termico Trattamento dei fumi di combustione Espulsione dei fumi dal camino

56 Arrivo e movimentazione dei rifiuti I camion della nettezza urbana che arrivano allimpianto, vengono inizialmente sottoposti ad indagine di radioattività, il cui esito negativo consente laccettabilità dei rifiuti. Gli automezzi, in grado di trasportare circa 8-9 tonnellate di rifiuti, vengono pesati e quindi scaricano il materiale in una fossa di stoccaggio.

57 Arrivo e movimentazione dei rifiuti Con un carroponte munito di benna di carico i materiali vengono prelevati e depositati nel forno. I rifiuti sanitari vengono invece immessi in altra zona del forno.

58 Combustione dei rifiuti Il forno è dotato di più griglie per cui i rifiuti si spostano durante la combustione. Oltre ai rifiuti, nel forno viene immessa laria necessaria alla combustione che è effettuata a temperature superiori a 850°C. Per mantenere tali temperature, talvolta, viene immesso del gasolio.

59 Nel forno, accanto alla camera di combustione si ha una camera di post-combustione dove si raggiunge una maggiore temperatura e si completano le reazioni di combustione delle sostanze rimaste non bruciate. Combustione dei rifiuti

60 Recupero termico Produzione del vapore surriscaldato I fumi provenienti dalla camera di post-combustione, attraversano una caldaia nella quale il calore da essi ceduto viene impiegato per produrre vapore surriscaldato. Lo scambio termico che avviene nella caldaia permette di ridurre la temperatura dei fumi fino a valori di circa 230°C, compatibili con le successive fasi di depurazione dei fumi. Lacqua di alimento del generatore di vapore viene trattata preventivamente mediante un impianto di demineralizzazione ed appositi additivi.

61 Produzione di energia elettrica Il vapore passando attraverso una turbina da 5 megawatt accoppiata a un alternatore, trasforma lenergia termica in energia elettrica. Si producono circa kW al mese, di cui il 12% è utilizzato per i consumi elettrici dellimpianto. Recupero termico

62 I Fumi Il principale impatto ambientale di un inceneritore è dovuto alla produzione di inquinanti che si producono durante la combu- stione. Alcune sostanze sono comuni inquinanti atmosferici prodotti anche dagli impianti di riscalda- mento e dagli autoveicoli (ossidi di azoto, biossido di zolfo, monossido di carbonio). Altri inquinanti sono le polveri, gli acidi, e microinquinanti come gli IPA, le diossine, i metalli pesanti.

63 Trattamento dei fumi I fumi prodotti dalla combustione dei rifiuti, prima di essere emessi atmosfera, vengono trattati per ridurne la loro pericolosità. Il processo di trattamento dei fumi è essenzialmente composto da: camera di post-combustione iniezione di urea ciclone iniezione di bicarbonato di sodio e carbone attivo filtro a maniche scrubber

64 Trattamento dei fumi Camera di post-combustione Camera di post-combustione: le temperature superiori agli 850 °C favoriscono la completa ossidazione dellossido di carbonio e di ogni eventuale parte organica residua. Aggiunta di urea Aggiunta di urea: viene iniettata nel post-combustore per labbattimento degli ossidi di azoto che, ad elevata temperatura, si trasformano in azoto e acqua. Ciclone Ciclone: ha la funzione di garantire una prima decantazione delle polveri presenti nei fumi provenienti dalla caldaia. Reattore Reattore: in esso viene iniettato bicarbonato di sodio, che reagisce con i gas acidi, e carbone attivo in polvere per la rimozione di alcuni microinquinanti e del mercurio. Filtro a maniche: Filtro a maniche: serve per la depolverazione dei fumi (trattengono le particelle solide). I filtri sono divisi in tre sezioni contenenti 140 maniche, cioè tubi di tessuto, lunghi 6 metri e con un diametro di 20 centimetri. Scrubber Scrubber: è diviso in due settori: quello acido, dove i fumi vengono lavati con acqua e quello basico, dove con lacqua e lidrossido di sodio, vengono assorbiti gli acidi.

65 Espulsione dei fumi (emissioni) I fumi, terminato il procedimento di depurazione, vengono fatti fuoriuscire per mezzo di due emissioni che confluiscono in un solo camino. Nel camino sono presenti dei dispositivi di controllo che, dopo aver analizzato le emissioni, inviano i loro dati alla sala di controllo.

66 I dati, monitorati dalla sala controllo, sono rilevati in continuo da un analizzatore (per ogni linea di combustione). Inoltre, ogni tre mesi, vengono eseguiti controlli per rilevare la presenza di microinquinanti come le diossine ed i metalli pesanti. Le emissioni in atmosfera dellimpianto devono rispettare i limiti previsti dal D.Lgs. n. 133/2005. Il decreto si applica agli impianti di incenerimento di rifiuti e stabilisce le misure per prevenire e ridurre gli effetti negativi dovuti allincenerimento dei rifiuti. Espulsione dei fumi (emissioni)

67 Principali inquinanti presenti nelle emissioni di un inceneritore HCl : indica lacido cloridrico contenuto nellemissione. La formazione di acido cloridrico deriva dal cloro organico presente nei rifiuti (materie plastiche come PVC, prodotti fitosanitari, ecc.) e dai sali (cloruro di calcio e di sodio) contenuti in alcuni materiali. CO: è indice di una non completa combustione del rifiuto. Infatti, se la combustione è effettuata con una quantità sufficiente di aria, il carbonio reagisce quasi totalmente con lossigeno dellaria portando alla formazione di anidride carbonica (CO 2 ), evitando così la formazione di CO. No x : mostra la quantità di ossidi di azoto contenuta nei fumi [(monossido di azoto (NO) e biossido di azoto (NO 2 )]. Gli ossidi di azoto si formano nel corso dei processi di combustione ad alta temperatura (tra lazoto e lossigeno presenti nellaria).

68 Principali inquinanti presenti nelle emissioni di un inceneritore SO 2 : indica lanidride solforosa (biossido di zolfo) contenuta nei fumi. E causata dalla combustione dello zolfo presente nei rifiuti (gesso, pneumatici, ecc.). Polveri: indicano la quantità di particelle allo stato solido che, a causa delle loro piccole dimensioni, restano sospese in atmosfera per tempi più o meno lunghi. TOC: stabilisce la quantità di carbonio organico totale presente nei fumi emessi in atmosfera.

69 Valori medi inquinanti Nella seguente tabella si riportano i valori medi degli inquinanti monitorati ed i limiti di legge imposti agli inceneritori per le emissioni in atmosfera:

70 Prodotti di scarto Quando i rifiuti vengono bruciati, oltre ai fumi, si formano dei prodotti di scarto solidi (circa il 30% in peso del rifiuto). In particolare, nellimpianto di Ospedaletto si formano: Le scorie pesanti (16-21%): sono formate dal rifiuto incombusto (acciaio, alluminio, vetro e altri materiali ferrosi, inerti ecc.), sono raccolte sotto le griglie di combustione per poi essere smaltite in discarica. Le ceneri volanti e le polveri ottenute dalla depurazione dei fumi (5- 8%): sono rifiuti speciali altamente tossici (in quanto contengono molti degli inquinanti più nocivi, come i metalli pesanti), che poi vengono conferiti in discariche speciali. I fanghi che derivano dal processo di depurazione delle acque (4-7%).

71 Scarichi idrici Le emissioni di un inceneritore non si limitano all'atmosfera, ma si estendono anche alle acque reflue degli impianti. Le acque di lavaggio dei fumi e quelle che servono per spengere le scorie vengono trattate in un apposito impianto di depurazione di tipo chimico-fisico. Alle acque di scarico vengono aggiunti additivi come i polielettroliti che permettono la rimozione degli inquinanti facilitando il processo di decantazione dei solidi e la chiarificazione delle acque.

72 Il D.Lgs. n.133/2005 fissa valori massimi anche in questo ambito, riferiti al litro d'acqua scaricata. Scarichi idrici

73 I vantaggi e gli svantaggi di un impianto di termovalorizzazione

74 Ciò che entra e ciò che esce

75 IL TERMOVALORIZZATORE DI OSPEDALETTO

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77 I primi conferimenti di rifiuti nellarea sono iniziati a fine 1979 e fino al 1988 la discarica è stata gestita come discarica non controllata che raccoglieva i rifiuti di sei comuni della zona ed avrebbe dovuto essere chiusa. Si è invece proceduto ad un intervento durato due anni che ha permesso di bonificare il sito e renderlo idoneo a servire le esigenze del territorio e delle province limitrofe: oggi raccoglie infatti i rifiuti solidi urbani provenienti dai comuni della provincia di Pisa, Firenze e Prato e da alcuni comuni delle provincie di Lucca e Pistoia. Limpianto, risanato e ampliato, è stato gestito fino al 1997 dallo stesso Comune di Peccioli. Nel giugno del 1997 è nata la Belvedere S.p.A. una società incaricata di gestire limpianto a capitale misto pubblico – privato: attualmente il capitale sociale è suddiviso tra il Comune di Peccioli con il 53,70% e circa 850 piccoli azionisti (più di 500 residenti nel nostro Comune) che complessivamente detengono il 46,30%.

78 Limpianto di interramento controllato è situato nel territorio del comune di Peccioli (Pisa), in una zona collinare ad elevato valore paesaggistico e scarsamente popolata. Il centro abitato più vicino è la frazione di Legoli (popolazione di circa 400 abitanti), che dista 300 metri. Limpianto rientra nella tipologia delle discariche in pendio ed occupa il fondo e parte dei fianchi di una profonda depressione originata dallerosione, in unarea caratterizzata da una elevata impermeabilità del terreno. L'impianto ha ottenuto nel 2002 la certificazione EMAS del sistema di Ecogestione ed Audit dell'Unione Europea, certificazione rinnovata nel Limpianto è distante dagli alvei di piena dei fiumi, laghi e torrenti, dai centri abitati e dai punti di approvvigionamento di acque destinate ad uso potabile. Nellarea destinata alla messa a dimora dei rifiuti non vi sono falde acquifere né sorgenti che possano mettere in comunicazione linterno dellimpianto con lesterno.

79 Larea di interramento è ben armonizzata nel sistema collinare e rimane per la maggior parte non visibile, sia percorrendo la viabilità principale, sia percorrendo le Strade Comunali che ne consentono laccesso. Per minimizzare l'impatto visivo i cumuli di rifiuti vengono rimodellati secondo la morfologia delle colline adiacenti e ricoperti di manto erboso.

80 La discarica è definita dalla normativa vigente come larea adibita a smaltimento dei rifiuti mediante operazioni di deposito sul suolo o nel suolo, nonché qualsiasi area ove i rifiuti sono sottoposti a deposito temporaneo per più di un anno. La normativa italiana col Dlgs. 36/2003, integrato con il DM , recepisce la direttiva europea 99/31/CE che prevede tre tipologie differenti di discarica: discarica per rifiuti inerti discarica per rifiuti non pericolosi (tra i quali i rifiuti solidi urbani) discarica per rifiuti pericolosi (tra cui ceneri e scarti degli inceneritori). La normativa definisce anche il piano di sorveglianza e controllo con i necessari parametri chimici, chimico-fisici, idrogeologici, meteoclimatici e topografici da determinare periodicamente con una stabilita frequenza delle misurazioni. Una discarica deve essere progettata in modo adeguato per limitare le emissioni nocive (biogas) e non diventare sorgente di inquinamento per il suolo e per lidrosfera (percolato).

81 La struttura di una discarica in genere è costituita dal basso verso l'alto nel seguente modo: un terreno di fondazione e sottofondo della discarica; una barriera di impermeabilizzazione sul fondo e sui fianchi costituita da geomembrane per impedire la fuoriuscita del percolato; un sistema di drenaggio del percolato; l'ammasso dei rifiuti in strati compattati; le coperture tra i vari strati; un sistema per la captazione del biogas; la copertura finale provvista di piante.

82 Visitando la discarica di Legoli, si rimane meravigliati dalla assenza di cattivi odori; questo è dovuto al fatto che sia il percolato che il biogas vengono opportunamente trattati. Il percolato (soluzione di acqua e sostanze prodotte dalla decomposizione dei rifiuti) viene raccolto attraverso una rete di tubazioni, pompe e cisterne, in modo da evitare fuoriuscite e dispersioni nell'ambiente circostante. La vasca di raccolta si trova nel piazzale a valle della discarica. Gli effluvi liquidi del percolato vengono fatti evaporare e condensare e quindi condotti a un sistema di depurazione, in modo da consentirne il riutilizzo per il consumo idrico dell'impianto stesso, senza spreco di acqua.

83 Il biogas prodotto dalla decomposizione dei residui organici dei rifiuti, viene raccolto attraverso una rete di captazione interrata, costituita da tubazioni micro fessurate, e quindi inviato allimpianto di cogenerazione, dove viene bruciato, producendo energia elettrica e termica. L'energia termica così ottenuta viene utilizzata sia per il trattamento del percolato sia per la produzione di acqua calda per alimentare limpianto di teleriscaldamento che serve circa 400 abitanti della vicina frazione di Legoli.

84 UbicazioneBelvedere di Legoli ComunePeccioli ProvinciaPisa Tipologia di impiantoInterramento controllato di RSU e assimilati, categoria 1° Categoria albo gestori rifiutiCategoria 6D/B (impianti di interramento di RSU in quantità annua superiore a t e inferiore a t) Superficie complessiva m 2 Superficie coltivata m 2 Superficie area servizi20.000m 2 Quota inferiore120 s.l.m. Quota superiore210 s.l.m.

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86 I rifiuti depositati in discarica vengono decomposti da una combinazione di processi chimici, fisici e biologici. La decomposizione produce residui solidi, liquidi e gassosi. Il principale meccanismo di degradazione è comunque quello biologico che ha inizio quando i rifiuti vengono depositati in discarica ed avviene ad opera di microrganismi che agiscono sulla parte organica. La degradazione biologica in discarica avviene in varie fasi: 1)IDROLISI 2)DECOMPOSIZIONE AEROBICA 3)DECOMPOSIZIONE ANAEROBICA che è quella prevalente

87 Lidrolisi prodotta dallacqua e favorita dallo svilupparsi della popolazione batterica (idrolisi enzimatica) trasforma la sostanza organica complessa, disciolta e non, in composti organici più semplici: i polisaccaridi si degradano a monosaccaridi i grassi si idrolizzano a glicerina e acidi grassi le proteine si scindono in amminoacidi

88 I processi aerobici richiedono ossigeno, quindi la decomposizione aerobica avviene allinizio della deposizione dei rifiuti e comunque fino a quando cè ossigeno disponibile. Dato il limitato quantitativo iniziale di ossigeno e la difficoltà di questo ad essere trasportato allinterno della discarica, la decomposizione aerobica è responsabile solo per una piccola porzione della degradazione biologica. I microrganismi aerobi degradano i composti organici prodotti dallidrolisi secondo la reazione composti organici + O 2 CO 2 +H 2 O+ NO SO calore La degradazione aerobica è molto rapida rispetto alla successiva fase anaerobica. Le reazioni aerobiche, data la loro esotermicità, sono caratterizzate dal raggiungimento di temperature elevate (60-70°C).

89 In questa fase, quando lossigeno si è consumato, divengono dominanti i microrganismi anaerobi facoltativi che continuano il processo di degradazione. La degradazione anaerobica può essere divisa in due stadi: fase non metanigena o acetogenica o acida fase metanigena Le reazioni in condizioni anaerobiche procedono più lentamente che non nella fase precedente.

90 In questa fase i prodotti dellidrolisi dei materiali organici vengono degradati ad opera dei batteri della fermentazione ad acidi organici, alcoli, idrogeno, ammoniaca e anidride carbonica. La produzione di CO 2 e gli elevati quantitativi di acidi organici portano ad un abbassamento del pH fino a valori compresi fra 5,5 e 6,5 da cui il nome di fase acida. Altri tipi di batteri trasformano gli acidi organici in acido acetico e idrogeno da cui il nome acetogenica.

91 In questa fase divengono dominanti batteri anaerobici metanigeni che utilizzano i prodotti dello stadio precedente per produrre anidride carbonica, metano e acqua con rilascio di energia termica. Durante questa fase vengono prodotti anche N 2 e H 2 S: lazoto deriva dai processi microbici di denitrificazione dello ione nitrato lacido solfidrico viene prodotto da microrganismi riduttori dello zolfo. Il processo metanigeno ha una velocità inferiore rispetto agli altri. Il tempo richiesto per la conclusione della fase metanigena può variare da sei mesi a molti anni dopo il deposito del rifiuto. Per la maggior parte delle discariche le temperature ottimali sono nellintervallo °C. Una riduzione della temperatura al di sotto dei °C provoca una forte riduzione delle attività dei batteri metanigeni.

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93 Il dissociatore molecolare

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95 Che cosè un dissociatore molecolare ? Il dissociatore molecolare è un impianto destinato a trattare i materiali di rifiuto organici, sia sintetici sia biomasse. Possono essere trattati, anche "tal quali", tutti i tipi di rifiuti: urbani, speciali e pericolosi. Esso è in grado di trasformarli in un gas combustibile, detto "syngas", composto da metano, idrogeno, monossido di carbonio e gas inerti. Questa miscela gassosa può quindi essere bruciata producendo energia termica e elettrica per mezzo di turbine o motori.

96 La pirolisi In pratica nel dissociatore avviene una reazione di pirolisi. La pirolisi (o piroscissione) è un processo di decomposizione termochimica di materiali organici, ottenuto mediante lapplicazione di calore in difetto di ossigeno. ITIS Leonardo Da Vinci Pisa In queste condizioni il materiale gassifica cioè da origine ad un gas che, non essendo ancora stato ossidato, possiede un potere calorifico piuttosto elevato.

97 Tecnologia Limpianto è formato da una o più "celle di dissociazione", ermeticamente chiuse in cui avviene la trasformazione del materiale d'ingresso in gas di sintesi a temperature comprese fra i 380 e i 450 gradi centigradi, alle quali i metalli e il vetro non fondono. Il processo è "discontinuo" e di lunga durata, compresa tra 12 e circa 20 ore. Il dissociatore è un impianto semplice, in grandissima parte automatizzabile e che presenta una elevata flessibilità di esercizio rispetto alle operazioni di avviamento e spegnimento.

98 Possibili vantaggi ambientali Non si verifica il fenomeno del trascinamento di polveri con elevati contenuti di metalli pesanti. Nonostante si lavori a basse temperature, non si ha formazione di diossine in quanto in ambiente riducente il cloro si trasforma in acido cloridrico. Le emissioni di sostanze inquinanti in atmosfera sono estremamente basse. Il residuo è una cenere bianca, inerte, smaltibile come rifiuto assimilato agli urbani dopo il recupero di metalli, vetri e altri materiali eventualmente utili. Il processo di dissociazione molecolare non consuma acqua per il raffreddamento.

99 Possibili vantaggi economici Dalluso del dissociatore molecolare possono derivare i seguenti vantaggi: maggiore efficienza di trasformazione dei rifiuti in gas combustibile e quindi in energia possibilità di recupero di metalli e vetro minori costi di smaltimento dei residui del processo minore costo dei filtri dabbattimento delle emissioni in atmosfera.

100 La sperimentazione presso la Belvedere S.p.A. La sperimentazione operativa di un impianto di dissociazione molecolare presso la Belvedere SpA si inquadra in un modello di gestione integrata dei rifiuti urbani. L'impianto sperimentale sarà integrato nel ciclo di trattamento esistente e sarà alimentato con il materiale residuale dalla captazione del biogas. Il gas combustibile prodotto sarà inviato quindi agli stessi motori che già oggi convertono il biogas in energia elettrica e termica.

101 IL BIOGAS

102 Si ottiene da: residui organici provenienti da rifiuti, vegetali in decomposizione, carcasse in putrescenza, liquami zootecnici o fanghi di depurazione, scarti dell'agro- industria. Con il termine biogas si intende una miscela di vari tipi di gas (in maggior quantità metano CH 4 ) prodotto dalla fermentazione batterica in assenza di ossigeno(anaerobiosi).

103 Processo di formazione del biogas

104 Il biogas può essere formato in due modi: a secco ; a umido. Il biogas è una fonte di energia alternativa: dalla sua combustione si produce energia che andrà ad alimentare un alternatore per fornire corrente elettrica oppure verrà indirizzato in uno scambiatore di calore per produrre energia termica.

105 Prodotti del biogas METANO (CH 4 ) ed ANIDRIDE CARBONICA (CO 2 ) sono i costituenti principali del BIOGAS e sono prodotti durante la decomposizione anaerobica delle sostanze organiche e delle proteine presenti nei rifiuti smaltiti in discarica. Essi vengono inizialmente trasformati in zuccheri, poi principalmente in acidi organici, acido acetico e alcoli ed, infine, in CH 4 e CO 2.

106 Respirazione anaerobica La respirazione anaerobica è un processo in cui vengono usati ossidanti diversi dallossigeno quali: zolfo, carbonio e azoto. Questo tipo di metabolismo è presente nei batteri. Batteri denitrificanti : usano lo ione nitrato come accettore di elettroni ; Batteri desolfonizzanti : usano lo ione solfato come accettore di elettroni ; Batteri metanigeni : usano lanidride carbonica come accettore di elettroni.

107 Fermentazione La fermentazione è un processo che avviene in anaerobiosi. Gli zuccheri vengono trasformati in acidi volatili o alcooli attraverso la glicolisi. Con la fermentazione questultimi subiscono una serie di reazioni che portano a prodotti secondari di natura organica e alla liberazione di energia per la formazione di ATP.

108 PROTEINE ACIDI VOLATILI ALCOOLI ACIDI GRASSI E GLICEROLO GRUPPI SUBPROTEICI AMMINE AMMONIACA AZOTO MERCAPTANI INDOLO SCATOLO IDR. SOLFORATO ZUCCHERI SEMPLICI METANO ED ANIDRIDE CARBONICA CARBOIDRATIGRASSI

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110 Descrizione del processo di compostaggio

111 Gli organismi decompositori hanno bisogno di tre parametri per vivere: un misto nutriente di materie carboniose e azotate umidità (proveniente dalle materie azotate) Aria Realizzazione compostaggio

112 RIFIUTI AZOTATI: scarti vegetali, foglie verdi, avanzi di cibo in particolare di tipo vegetale RIFIUTI CARBONIOSI: rami derivati dalla potatura, foglie secche, paglia, fondi di caffè, di tè, gusci di uova, gusci di noci Carta non stampata Tessuti 100% naturali (lana,cotone) I vari tipi di rifiuti compostabili sono:

113 Il compostaggio è un processo biologico aerobico che porta alla formazione di sostanze fertilizzanti grazie allazione di batteri e funghi a partire da residui vegetali sia verdi che legnosi o di animali. Generalmente il prodotto del compostaggio (compost) viene utilizzato come fertilizzante su prati o campi prima dellaratura. Compostaggio

114 Bio-ossidazione, nella quale si ha l'igienizzazione della massa: è questa la fase attiva, caratterizzata da intensi processi di degradazione delle componenti organiche più facilmente degradabili. Maturazione, durante la quale il prodotto si stabilizza arricchendosi di molecole umiche: si tratta della fase di cura, caratterizzata da processi di trasformazione della sostanza organica la cui massima espressione è la formazione di sostanze umiche. Il processo di compostaggio si compone essenzialmente in due fasi:

115 Si definisce aerobico il metabolismo di numerosi esseri viventi che è basato sull'utilizzo di ossigeno molecolare, che funge da accettore finale di elettroni. Organismi di questo tipo sono definiti aerobi. Essi sono in grado di funzionare grazie al processo aerobico della respirazione cellulare, che permette l'ossidazione di substrati (per esempio gli zuccheri e gli acidi grassi) per ottenere energia. L'ossigeno essendo un forte ossidante naturale riesce rapidamente ed efficacemente a cambiare il proprio numero di ossidazione 0 al numero di ossidazione -2. Aerobiosi

116 Un buon esempio è lossidazione del glucosio: C 6 H 12 O O ADP + 38 fosfato 6 CO H 2 O + 38 ATP Lenergia prodotta in questo caso è circa 19 volte quella prodotta in assenza di ossigeno. ADP ATP L' adenosina difosfato (ADP) è un nucleotide, solitamente derivante dall'adenosina trifosfato (o ATP) per perdita di un gruppo di fosfato con liberazione di energia. Esso avviene a causa dei legami instabili tra il secondo gruppo fosfato ed il terzo dell'ATP che si possono rompere facilmente nella cellula con l'aiuto di un enzima.

117 Una molecola di ADP

118 domestico Prevede la decomposizione dei rifiuti solidi urbani in proprio. In genere viene utilizzata la compostiera, un contenitore che favorisce lossigenazione e conserva il calore Il compostaggio viene utilizzato per la trasformazione di rifiuti organici in fertilizzante. Compostaggio: industriale

119 Il cubo di avanzi di cibo, fogliame e potature corrisponde a quanto una famiglia di tre persone, che vive in una casa con giardino produce ogni giorno. Con il compost ottenuto si possono nutrire quasi 200 metri quadri di terra lanno.

120 Compostiera

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