Il trattamento dei rifiuti organici urbani rappresenta in tutto il mondo una sfida e, allo stesso tempo, una grande opportunità. La frazione organica costituisce di solito la parte dominante dei nostri rifiuti: si stima, infatti, che a livello mondiale incida per il 46%, percentuale che sale al 64% se consideriamo i Paesi in via di sviluppo e scende al 28% in quelli a reddito più elevato.
La frazione organica dei rifiuti solidi urbani (FORSU) include rifiuti alimentari, rifiuti di cucina, foglie, ritagli di erba, rifiniture di fiori e rifiuti di cortile. Il cibo sprecato costituisce una parte rilevante di questo materiale organico.
Un improprio trattamento dei rifiuti organici urbani produce inquinamento ambientale, può rappresentare un rischio per la salute umana, e costringe a occupare sempre più spazio per il loro smaltimento.
Il riciclo della frazione organica rappresenta invece un’alternativa auspicabile alla discarica: attraverso un adeguato trattamento, i rifiuti organici urbani possono essere utilizzato per produrre biogas oppure compost, trasformando un potenziale scarto in una risorsa preziosa.
La Commissione Europea ha recentemente adottato un ambizioso pacchetto sull’economia circolare, che comprende misure volte a guidare la transizione dell’Europa verso questo modello economico: tra i vari obiettivi comuni ai Paesi dell’UE c’è quello di arrivare entro il 2030 a riciclare il 65% dei rifiuti urbani e a smaltire in discarica al massimo il 10%.
Per raggiungere questi obiettivi, le tecnologie applicate al trattamento dei rifiuti organici urbani diventano una vera e propria risorsa strategica, e consentono di sfruttare appieno il potenziale di riciclaggio della frazione biodegradabile di scarti generati da un gran numero di attività.
Quali sono gli impianti di trattamento?
Tendenzialmente tutti gli impianti per il trattamento dei rifiuti organici urbani sono organizzati allo stesso modo: c’è un’area per il ricevimento dei rifiuti, un’altra per il pretrattamento e la miscelazione, una terza zona per il trattamento vero e proprio (che può essere diverso, in base al prodotto finale del processo di riciclaggio e al tipo di impianto) e infine l’area di stoccaggio del prodotto finale.
Gli impianti differiscono principalmente per il tipo di trattamento applicato, che può essere
- meccanico
- termico
- chimico
- biologico e biochimico
- ecografico
- a microonde
- scarico a impulsi ad alta tensione.
Il procedimento meccanico si presta particolarmente alla produzione di biogas. Agisce sgretolando la frazione organica pretrattata e miscelata, fino a ridurla in particelle di dimensioni estremamente ridotte: questo aumenta l’accessibilità della superficie ai microbi, con conseguente miglioramento della disponibilità di nutrienti, e incrementa il processo anaerobico.
Il trattamento termico dei rifiuti organici urbani modifica la struttura della parte insolubile del substrato e la rende più facilmente biodegradabile. Favorisce l’eliminazione di eventuali agenti patogeni, migliora la disidratazione e riduce lo spessore del digestato.
Il procedimento chimico viene utilizzato per scomporre i collegamenti nella parete cellulare dei vegetali impiegando acidi forti, alcali o ossidanti. È più indicato in caso di substrati difficilmente biodegradabili, e spesso viene praticato impiegando l’ozono.
Attraverso l’applicazione di enzimi e sfruttando i microbi già presenti, il trattamento biologico e biochimico dei rifiuti organici urbani promuove la crescita microbica sulla biomassa e migliora notevolmente l’idrolisi del substrato. Questo incrementa la produzione sia in caso di biogas o metano, sia in caso di compost.
Il trattamento ecografico utilizza gli ultrasuoni, migliorando l’idrolisi e l’acidogenesi della frazione organica.
Impiegare le microonde nel trattamento dei rifiuti organici urbani è particolarmente utile per favorire l’idrolisi di sostanze naturali non biodegradabili che resistono al trattamento anaerobico.
Il trattamento di scarico a impulsi ad alta tensione, secondo alcuni studi, si è dimostrato particolarmente efficace per incrementare la resa cumulativa di metano.
Quali sono le fasi del trattamento FORSU?
Il trattamento dei rifiuti organici urbani negli appositi impianti avviene in fasi che possono in parte differire a seconda del tipo di prodotto che si vuole ottenere con il riciclaggio, ovvero compost oppure biogas.
Le fasi comuni ai due percorsi produttivi sono
- ricevimento dei materiali
- pretrattamento e miscelazione.
Nella prima fase, la frazione organica entra in una zona dell’impianto che è generalmente composta da una pesa per il materiale in entrata e da un’area di scarico. Quest’ultima può essere interrata, per evitare la dispersione di odori sgradevoli.
La fase di pretrattamento assolve principalmente due funzioni: eliminare eventuali materiali estranei (per es. plastiche, sabbie, ecc.), che potrebbero sedimentare creando problemi di intasamento, e predisporre (mediante triturazione, diluizione o aggiungendo matrici strutturanti) un substrato con un contenuto di sostanza secca compatibile con il prodotto finale e con la tecnologia adottata. Nel caso si produca compost, per esempio, vengono aggiunti scarti di legno e cellulosa, preventivamente triturati.
Il trattamento dei rifiuti organici urbani finalizzato alla produzione di compost prosegue poi con le fasi di
- biossidazione
- maturazione
- raffinazione e stoccaggio.
Durante la fase di biossidazione, la frazione organica pretrattata e miscelata viene umidificata, rivoltata e sottoposta a insufflazione di aria, per arrivare più facilmente e più velocemente alla stabilizzazione della massa (con produzione di CO2) e a un aumento della temperatura del materiale.
Nella fase di maturazione (che ha una durata minima indicativa di 45 giorni) avviene la sintesi delle molecole umiche, che danno al compost le caratteristiche di ammendante.
L’ultima fase, di raffinazione e stoccaggio, prevede che il materiale ottenuto sia vagliato prima di essere posto in commercio, in modo da togliere parti grossolane o indesiderate. Al termine di questo passaggio, il compost è simile al terriccio di sottobosco e praticamente inodore.
Se invece il risultato della procedura di riciclaggio è la produzione di biogas, il trattamento dei rifiuti organici urbani proseguirà con le fasi di
- digestione anaerobica
- produzione di energia.
La digestione anaerobica prevede a sua volta tre passaggi:
- idrolisi e acidificazione, ovvero degradazione delle molecole più complesse (proteine, grassi e carboidrati), con la formazione di aminoacidi, acidi grassi e zuccheri semplici, e successiva trasformazione in acidi grassi volatili, alcoli e chetoni, che costituiscono il substrato per la successiva fase;
- acetogenesi, ovvero trasformazione degli acidi grassi e degli alcoli, formatisi nella fase precedente, in acido acetico, acido formico, CO2 e H2;
- e infine metanogenesi, ovvero formazione di metano a partire dall’acido acetico, oppure dall’idrogeno molecolare, grazie a specifici batteri.
Il biogas prodotto è infine avviato a combustione in motori che azionano generatori di corrente. In questo modo è possibile recuperare sia energia elettrica sia calore.
In quale fase vengono usate le nostre pompe e perché?
Le tecnologie applicate al trattamento dei rifiuti organici urbani rappresentano un fattore cruciale per poter sfruttare al meglio il loro potenziale di riciclaggio, riducendo l’impatto ambientale, i rischi per la salute e il consumo di territorio per scopi di smaltimento.
Negli impianti di trattamento dei rifiuti organici urbani, le nostre pompe sono particolarmente indicate per
- il trasferimento della frazione organica pretrattata e miscelata alle vasche di stoccaggio e di maturazione;
- l’alimentazione dei digestori anaerobici;
- il ricircolo del digestato, sia in ambiente mesofilo che termofilo.
Tutti i modelli di pompe Pemo della Perissinotto S.p.A. possono operare efficacemente nel processo di trattamento dei rifiuti organici urbani: i loro punti di forza sono senz’altro la componentistica antiusura, la particolare progettazione geometrica di corpi e giranti (in grado di prevenire gli intasamenti), e le portate che raggiungono i 1.500 metri cubi all’ora.
La lunga esperienza della nostra Azienda nel campo delle pompe per industria ci consente inoltre di realizzare prodotti unici, personalizzati in base alle esigenze di chi opera nel campo del trattamento della FORSU o in qualsiasi altro settore industriale.