CORSO DI SPECIALIZZAZIONE SUL COMPOSTAGGIO DI QUALITA’ Padova, 14-15 marzo 2006 BIOSSIDAZIONE ACCELERATA: PROPOSTE TECNOLOGICHE ED OPERATIVE A CONFRONTO Lorella Rossi (l.rossi@crpa.it) Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. – Reggio Emilia Consulta dei tecnici CIC

Tempo, Spazio, Energia, Tecnologia PRODOTTO AMMENDANTE LIBERAMENTE UTILIZZABILE

Schema di flusso di un impianto di compostaggio per matrici selezionate

FASI DEL CICLO DI COMPOSTAGGIO 1. Preselezione e PREPARAZIONE MISCELA di partenza (tipologia rifiuti trattati e fase successiva) 2. Fase di DEGRADAZIONE BIOLOGICA O BIO-OSSIDAZIONE (quantità e tipo di matrici, localizzazione) 3. Fase di MATURAZIONE O CURING (correlata alla fase precedente) 4. Raffinazione e NOBILITAZIONE DEL PRODOTTO (caratteristiche qualitative costanti nel tempo in funzione della destinazione).

LA STABILIZZAZIONE BIOLOGICA MEDIANTE COMPOSTAGGIO E’ APPLICABILE: a scarti organici selezionati alla fonte (forsu, verde, fanghi, scarti agroindustria,..) per produrre “ammendanti compostati”; alla frazione organica separata dai RU a valle della raccolta o matrici organiche ad alto contenuto di inquinanti con produzione di “stabilizzati” da impiegare nella gestione giornaliera discariche o nei ripristini ambientali;

LA STABILIZZAZIONE BIOLOGICA MEDIANTE COMPOSTAGGIO E’ APPLICABILE: al rifiuto urbano tal quale o rifiuto secco residuo come trattamento pre-discarica (riduzione fermentescibilità e umidità) o prima della termovalorizzazione (aumento potere calorifico)

IMPATTO AMBIENTALE DA IMPIANTI DI COMPOSTAGGIO EMISSIONI GASSOSE e ODORIGENE PERCOLATO POLVERI RUMORE

ANDAMENTO DELLA TEMPERATURA FORSU + LEGNO – Fase attiva

BILANCIO DI MASSA: PESO TAL QUALE

D.M. 5 FEBBRAIO 1998 “Individuazione dei rifiuti non pericolosi sottoposti alle procedure semplificate di recupero ai sensi degli artt. 31 e 33 del D. Lgs 22/97”

TUTTI SISTEMI CONFINATI O CHIUSI Tecnologie presenti o proposte sul mercato italiano per la prima fase del processo o fase di bio-ossidazione BIOCELLE, BIOCONTAINERS, BIOTUNNEL; BACINI A CICLO CONTINUO; SISTEMI SEMPLIFICATI DI COPERTURA TUTTI SISTEMI CONFINATI O CHIUSI

1. REATTORI STATICI A TENUTA STAGNA (biocelle, biocontainers) LE TECNOLOGIE DI COMPOSTAGGIO 1. REATTORI STATICI A TENUTA STAGNA (biocelle, biocontainers) Unità di bio-ossidazione: reattore chiuso in cemento armato o acciao, coibentato e/o trattato Volume utile unitario: da 60 m3 a 300-400 m3. Sistemi modulari: N° unità in funzione del flusso in ingresso (t/g). 2 ventilatori per biocella, 1 in insufflazione dal fondo e 1 in aspirazione dall’alto con eventuale ricircolo aria esausta

1. REATTORI STATICI A TENUTA STAGNA (biocelle, biocontainers) LE TECNOLOGIE DI COMPOSTAGGIO 1. REATTORI STATICI A TENUTA STAGNA (biocelle, biocontainers) Carico e scarico con pala gommata o con sistemi automatizzati a nastri, coclee o benne a polipo. Umidificazione massa, raccolta percolato Arie esauste a trattamento prima della immissione in atmosfera. Tempi di ritenzione: 7-14 giorni Sistema statico di tipo discontinuo

Sistema a biocelle “HERHOF - LADURNER” Lana (BZ) Unità di trattamento: reattore in cemento armato gettato in opera isolato termicamente (Vutile= 60 m3 a 320 m3) Capacità di trattamento (2 unità -7-10 giorni): da 2.500-3.000 t/anno a 6.000-8.000 t/anno in ingresso Impianto di aerazione forzata con ricircolo aria esausta. Prima del ricircolo, invio a 2 scambiatori di calore (Condensato avviato a depurazione). Immissione di aria fresca (riscaldata o raffreddata secondo necessità) nella condotta dell’aria di ricircolo, per soddisfare la richiesta di ossigeno del processo (ricircolo= 80% circa).

Biocella “Herohf - Ladurner” Principio di funzionamento Torre di raffreddamento Scambiatore di calore Gestione aria di ricircolo: Temperatura e CO2

Sistema a biocelle “Herohf - Ladurner” Polo Integrato di Fusina (VE) IMPIANTO DI COMPOSTAGGIO DI QUALITA’ : ZONA DI CARICO BIOCELLE

Biocelle HEROF-LADURNER

Sistema “SCARABEO” Entsorga Italia, Tortona (AL) Unità di trattamento: reattore (Vutile: 400 m3 circa) con pareti perimetrali in c.a. prefabbricato rivestite da vernice epossidica Sistema modulare: 4 reattori (+biofiltro e impiantistica dedicata) Capacità di trattamento modulo (10 - 14 giorni): 20.000-24.000 t/anno di miscela in ingresso Sistema di aerazione con ricircolo aria esausta nella biocella stessa, previo passaggio in scambiatore di calore, o invio al biofiltro (T nella massa e in aria). Biofiltro unico per 4 biocelle con impianto automatizzato di umidificazione in funzione di umidità letto biofiltrante (sonda brevetto Entsorga).

Sistema “IL GIRASOLE” Cesaro Mac. Import, Jesolo (VE) Unità di trattamento: reattore unico in cemento armato (Vutile: da 1000 a 4000 m3 circa) Tempo di ritenzione: circa 14 giorni Aerazione forzata per insufflazione attraverso ugelli troncoconici posti su tubi in PVC annegati nella pavimentazione Aspirazione aria esausta e ricircolo nella massa, previa eventuale miscelazione con aria fresca e umidificazione con acqua (irrorazione dell’ambiente del tunnel) Per lavaggio aria impiego di percolati e condense opportunamente raccolti in serbatoio posto sotto lo scrubber e integrati con acqua di rete.

Biocelle statiche “THONI” Ecotech System – Lagundo (BZ)

Sistema di riempimento - Biocella statica THONI Canalizzazione THONI: Air rail 2

Biocelle statiche ECOMASTER - S. Maria La Longa (UD)

LE TECNOLOGIE DI COMPOSTAGGIO 1a - REATTORI STATICI SEMPLIFICATI: CUMULI COPERTI CON TELI TRASPIRANTI Cumuli statici aerati coperti con teli traspiranti Platea in CA con canalizzazione Corsie con muri di contenimento Volume utile unitario: 50 - 300-400 m3. 1 ventilatore per cumulo NO biofiltro SISTEMI STATICI A CICLO DISCONTINUO

Sistema “BIOE CONTROL” - BioE, Milano Sistema a cumuli statici aerati coperti con teli a membrana Gore-Tex. Impiego a copertura di: - CUMULI a sezione trapezoidale sistemati su platea pavimentata - CORSIE in calcestruzzo con muretti di contenimento di altezza pari 1,60 m e centinatura a questi ancorata (altezza: 2,9 m). Chiusura completa con porta a tenuta stagna. Tempo di ritenzione: 15 – 20 giorni Impianto di aerazione forzata: 1 ventilatore con inverter per cumulo o trincea.

Sistema “BIOE CONTROL” - BioE Principio di funzionamento del telo Gore-Tex (Documentazione tecnica BIOE)

Sistema “BIOE CONTROL” - BioE

Sistema con Telo ”Q-RING” Entsorga Italia, Tortona (AL) Sistema a cumuli statici aerati coperti con teli traspiranti Impiego a copertura di CUMULI a sezione trapezoidale sistemati su platea aerata. PROPOSTO PER : COMPOST IN MATURAZIONE; BIOSTABILIZZAZIONE RIFIUTI URBANI o FO da RU Volume unitario: circa 300 m3 Tempo di ritenzione: 8 – 21 giorni Impianto di aerazione forzata: 1 ventilatore con inverter per cumulo.

Sistema con Telo ”Q-RING” Entsorga Italia, Tortona (AL)

Sistema “TURTLE Q-RING” Entsorga Italia, Tortona (AL) Biocella fissa di grande dimensione in calcestruzzo con copertura traspirante (Q-RING) PROPOSTO PER IMPIANTI >20.000 t/anno : COMPOSTAGGIO (RT: 14 giorni) BIOSTABILIZZAZIONE RU (RT: 20 giorni)

1b - REATTORI STATICI SCARRABILI: BIOCONTAINERS LE TECNOLOGIE DI COMPOSTAGGIO 1b - REATTORI STATICI SCARRABILI: BIOCONTAINERS MODULO: 6 – 8 veri e propri containers scarrabili da 25 m3 (opportunamente modificati con pavimentazione grigliata per l’insufflazione) CAPACITÀ DI TRATTAMENTO: 3.000-5.000 t/anno PER MODULO APPARATI CENTRALIZZATI di aerazione (insufflazione aria fresca e aspirazione aria esausta), di asportazione del percolato e di trattamento delle arie esauste (biofiltro). TEMPO DI RITENZIONE: 8 - 14 giorni

Sistema a reattori mobili “LE COCCINELLE” Entsorga Italia, Tortona (AL) Sistema modulare (Vutile: 200 m3) a reattori-containers (8) di tipo scarrabile, coibentati e trattati con prodotti anticorrosione. Modulo: 8 containers-reattori, 1 container-biofiltro, apparato centralizzato di aerazione (2 ventilatori, 1 in mandata e 1 in aspirazione) e asportazione percolato, sistema di controllo Capacità di trattamento 1 modulo (8-14 giorni): 3.000 - 5.000 t/anno di rifiuti in ingresso. Biofiltro: a container con umidificazione automatica in funzione dell’umidità nella massa biofiltrante (sonda brev. ENTSORGA)

Sistema a reattori mobili “LE COCCINELLE” - Entsorga Italia Sistema di compostaggio “LE COCCINELLE” a biocontainers mobili (Documentazione tecnica Entsorga Italia)

Sistema di compostaggio “LE COCCINELLE” a biocontainers mobili La linea di insufflazione-aspirazione (Documentazione tecnica Entsorga Italia)

Sistema di compostaggio “LE COCCINELLE” a biocontainers mobili – IL CONTAINER-BIOFILTRO

Sistema “Bio-DE.CO” DE.CO. Engineering, Caselle (TO) Sistema modulare a reattori-containers (6) di tipo scarrabile, rivestiti con fibra sintetica filtrante Modulo: 6 containers-reattori, 1 container-biofiltro, apparato centralizzato di aerazione (2 ventilatori, 1 in mandata e 1 in aspirazione per invio a biofiltro) e asportazione percolato, sistema di controllo Volume totale modulo: 240 m3 Tempo di ritenzione: 14 giorni. Capacità di trattamento 1 modulo: 2.500 - 3.000 t/anno di rifiuti in ingresso.

1c. REATTORI A TENUTA STAGNA - Biocontainers a sistema dinamico - LE TECNOLOGIE DI COMPOSTAGGIO 1c. REATTORI A TENUTA STAGNA - Biocontainers a sistema dinamico - Unità di bio-ossidazione: reattore chiuso in cemento armato o acciao Volume utile unitario: da 100 m3 a 300-400 m3. Sistemi modulari: N° unità in funzione del flusso in ingresso (t/g). Pretrattamento rifiuti: triturazione/miscelazione, vagliatura SISTEMA DINAMICO A CICLO DISCONTINUO

1c. REATTORI A TENUTA STAGNA - Biocontainers a sistema dinamico - LE TECNOLOGIE DI COMPOSTAGGIO 1c. REATTORI A TENUTA STAGNA - Biocontainers a sistema dinamico - Alimentazione e scarico: automatici mediante tramoggia dosatrice e sistema di trasporto a coclea senza perno (tre trasportatori). Sistema di movimentazione: fondo mobile a due telai orizzontali mobili . Frequenza di movimentazione/rivoltamento: solitamente 3 volte in 14 giorni in funzione di T e/o O2 e CO2 nell’aria esausta.

Sistema “THONI TDM” a biocella dinamica Triturazione, miscelazione, vagliatura Colcea di alimentazione e carico Sistema riempimento automatico Impianto di Gera (D).

BIOCELLA DINAMICA THONI Fondo mobile Sistema di riempimento Aspirazione aria esausta

LE TECNOLOGIE DI COMPOSTAGGIO SISTEMI DINAMICI A CICLO CONTINUO 2. BACINI A CICLO CONTINUO Unità di trattamento: BACINO ORIZZONTALE a ciclo continuo, costituito da un unico grande cumulo sistemato in edificio chiuso Larghezza: 10 - 33 m Lunghezza: 40 – 140 m Altezza utile: 2,5 – 3,3 m Tempo di ritenzione: 20 - 30 gg sino a 60-70 gg Capacità di trattamento (modulo standard): 15.000 - 100.000 t/anno in ingresso. SISTEMI DINAMICI A CICLO CONTINUO

Sistema “BIOCUBI” Ecodeco, Giussago (PV) Unità di trattamento: bacino orizzontale (la=20m) a ciclo continuo, costituito da un unico grande cumulo sistemato in edificio chiuso (V utile: 6.000-8.000 m3 ) Tempo di ritenzione: 21 giorni Capacità di trattamento (modulo standard): 25.000-40.000 t/anno in ingresso. N° 2 benne a polipo scorrevoli su carro ponte assicurano: - messa a parco giornaliera del materiale - movimentazione periodica della massa (1-2 volte/ciclo) scarico a fine ciclo. SISTEMA STATICO A CICLO CONTINUO

“BIOCUBI” ECODECO linea carico Sistema “BIOCUBI” – Ecodeco, Giussago (PV) “BIOCUBI” ECODECO linea carico Schema dell’impianto “BIOCUBI” per la bioes-siccazione della frazione umida (Documentazione tecnica ECODECO).

Impianto ECODECO di Montanaso Lombardo (LO) Tubi aspirazione aria Impianto ECODECO di Montanaso Lombardo (LO) Impianto di aerazione forzata: ventilatori, (1 per sezione trasversale di 3,5 m di larghezza) operanti in aspirazione dal plenum sotto pavimentazione fessurata in cemento, posti direttamente sul tetto dell’edificio.

Impianto ECODECO di Montanaso Lombardo (LO): linea di aerazione Arie esauste aspirate convogliate in camera di omogeneizzazione e poi redistribuite da apposita tubazione nei plenum delle 3 unità di biofiltrazione di tipo prefabbricato, anch’esse sul tetto dell’edificio.

Sistema “HUMIX” Sorain Cecchini , Roma Unità di trattamento: bacino orizzontale (la=10 m; h=3,5 m) a ciclo continuo (Vutile: 250-1000 m3) in tensostruttura di copertura. Tempo di ritenzione: 30 giorni Capacità di trattamento: 5.000-15.000 t/anno in ingresso. Sistema di miscelazione-rivoltamento-avanzamento: n. 2 coclee inclinate, su ponte traslante sulle vie di corsa inserite sulle pareti del reattore Aerazione in aspirazione (2 ventilatori a inverter), asservita alla temperatura

Esempio di impianto con sistema Sistema “Humix” – Sorain Cecchini Ambiente (ROMA) Esempio di impianto con sistema “HUMIX” (Documentazione tecnica Sorain Cecchini Ambiente)

Sistema “Humix” – Sorain Cecchini Ambiente (ROMA)

Impianto AIMERI - Milano - (Sorain Cecchini) (500 t/g) Compostaggio a doppio stadio in bacini aerati (90x15 m)

Sistema di compostaggio BIOMAX SCT - Sorain Cecchini

Sistema TIPO “WENDELIN-SUTCO” Unità di trattamento: bacino orizzontale (la=33-35 m; h=2.8-3,3 m) a ciclo continuo (Vutile: 10-13000 m3) in muratura Tempo di ritenzione: 28 - 70 giorni Capacità di trattamento: 100-200.000 t/anno in ingresso. Sistema di rivoltamento-avanzamento (riv. settimanale): - carroponte a doppia struttura per il moto longitudinale - ruota a tazze supportata da carrello per il moto trasversale Aerazione in insufflazione (1 ventilatore/campo o cumulo) Presenza di sistema di umidificazione della massa durante il rivoltamento, con possibilità di ricircolo del percolato.

Sistema TIPO “WENDELIN-SUTCO”

Sistema TIPO “WENDELIN-SUTCO”

Sistema TIPO “WENDELIN-SUTCO”

SISTEMI CHIUSI SEMPLIFICATI (1)

SISTEMI CHIUSI SEMPLIFICATI (2)

SISTEMI CHIUSI A BIOCELLE A PUNTO FISSO (1)

SISTEMI CHIUSI A BIOCELLE A PUNTO FISSO (2)

SISTEMI CHIUSI A BACINO A CICLO CONTINUO (1)

SISTEMI CHIUSI A BACINO A CICLO CONTINUO (2)

COMPOSTAGGIO IN AMBIENTE CONFINATO SISTEMI A CICLO DISCONTINUO (biocelle) : massima flessibilità sulla linea (sistemi modulari); controllo di processo spinto, ma attuabile con sistemi a diverso input tecnologico; rischio di contatto tra rifiuti freschi e compost fresco, ma igienizzato;

SISTEMI A CICLO DISCONTINUO (biocelle) : buon grado di ottimizzazione di spazi e volumi occupati; tempi di ritenzione limitati gestione della fase di maturazione tanto più attenta quanto minore è il tempo di permanenza nello stadio di bio-ossidazione accelerata; maturazione con rivoltamenti; più idonee per certe matrici rispetto ad altre.

COMPOSTAGGIO IN AMBIENTE CONFINATO SISTEMI A CICLO CONTINUO (bacini) : controllo di processo da basso ad elevato, con sistemi a diverso input tecnologico; totale separazione tra zona rifiuti freschi e compost fresco igienizzato; massimo grado di ottimizzazione di spazi e volumi occupati;

IMPEGNO DI SUPERFICIE PER LA SOLA FASE ATTIVA (COMPRESA LA RICEZIONE)

SISTEMI A CICLO CONTINUO (bacini) : tempi di ritenzione a piacere (fase attiva o ciclo completo); processo spinto (aerazione+rivoltamento). manutenzioni ordinarie e straordinarie molto accurate; sistema MOLTO RIGIDO (unico ingresso, unica uscita).

ASPETTI GESTIONALI CRITICI Sistemi di trattamento compatti e spinti, con altezze utili elevate: predisposizione di miscele omogenee e soffici; Attento e periodico controllo dell’IMPIANTO DI AERAZIONE in termini di portate, prevalenze e perdite di carico; Attento e periodico controllo del FONDO o PAVIMENTAZIONE del reattore. Adeguato dimensionamento biofiltro/i annesso e attenta gestione Sistemi ad elevato contenuto tecnologico: - RIDUZIONE DI PERSONALE (manodopera) - PRESENZA DI PERSONALE ALTAMENTE QUALIFICATO

…..E…. PRIMA DELLE BIOCELLE?? Cumuli rivoltati Trincee dinamiche

VALUTAZIONI ECONOMICHE DI MASSIMA TECNOLOGIE CONSIDERATE: CR: cumuli rivoltati e aerati (30 giorni) TD: trincea dinamica aerata (28 giorni) BS: biocella statica (10 giorni) BC: bacino a ciclo continuo (28 giorni) RO: reattore orizzont. a ciclo continuo (20 giorni)

CONCLUSIONI (1) NON ESISTE LA TECNOLOGIA DI COMPOSTAGGIO IDEALE PER TUTTE LE SITUAZIONI!! LA SCELTA DELLA TECNOLOGIA è SUBORDINATA A DIVERSI FATTORI: QUANTITA’ E TIPOLOGIA DI RIFIUTI LOCALIZZAZIONE IMPIANTO PRESENZA DI IMPIANTI “ACCESSORI” (discarica) E “ALTERNATIVI” (centrali per biomasse legnose) LE STRADE SONO DUE: “impianto chiavi in mano” completo di collaudo funzionale “impianto in economia”

CONCLUSIONI (2) ASSOLUTAMENTE NECESSARIO IL COINVOLGIMENTO DI UN “ESPERTO DI PROCESSO” SIN DALLE PRIME FASI DELLA PROGETTAZIONE DI MASSIMA. La visione di insieme del processo in relazione alle varie parte dell’impianto che ha il processista manca alle altre figure coinvolte (ingegneri progettisti, esperti di aeraulica, esperti di elettrotecnica, esperti di elettronica). In altre parole, il processista deve far parte del gruppo di lavoro sin dall’inizio, in quanto deve “interagire” con tutti gli altri soggetti Attenzione agli impianti di compostaggio progettati “in economia”, come insieme di opere civili ed elettromeccaniche. A maggior ragione è essenziale la presenza di un “processista”

Lorella Rossi Grazie per l’attenzione! CORSO DI SPECIALIZZAZIONE SUL COMPOSTAGGIO DI QUALITA’ Padova, 14-15 marzo 2006 Grazie per l’attenzione! Lorella Rossi

IMPEGNO TOTALE DI SUPERFICIE

POTENZA INSTALLATA strettamente connessa alla fase di bio-ossidazione Impianto aerazione (insufflazione cumuli e aspirazione locali); Sistema movimentazione massa (rivoltatrice, carroponte, coclee,..) Miscelatore (compreso solo nel sistema RO)

IPOTESI DI BASE: descrizione zone funzionali e tempi di ritenzione

COSTO UNITARIO TOTALE DI INVESTIMENTO - FASE DI BIO-OSSIDAZIONE -

COSTO UNITARIO TOTALE DI INVESTIMENTO