Impianto di compostaggio anaerobico

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Impianto di compostaggio anaerobico
la valorizzazione dei rifiuti organici, ecologicamente ed economicamente
affidabile, permette di produrre compost di qualità e biogas a CO2 neutrale
per la generazione di energia elettrica e termica.
Finsterwalder Umwelttechnik GmbH & Co. KG, Mailinger Weg 5, 83233 Bernau
Tel. + 49 (0) 8051 965910-0, Fax + 49 (0) 8051 965910-20, Email: [email protected]
Premessa.
I rifiuti urbani provenienti da raccolta differenziata, gli scarti della filiera agro
alimentare e i fanghi dei reflui dei depuratori civili rappresentano una riserva
energetica, effettivamente rinnovabile, pressoché inesauribile
Un impianto di digestione anaerobica infatti, oltre a produrre energia elettrica,
produce energia termica (utilizzabile ad esempio per produzioni serricole), compost
e acqua utilizzabile per fertiirrigazione
Un impianto da 1 MW mediamente produce: 8.000 MWh elettrici, 8.000 MWh
termici, 1.000 tonnellate di digestato e circa 20.000 mc di acqua
La digestione anaerobica
La digestione anaerobica è un processo in cui microorganismi in grado di vivere in
assenza di ossigeno degradano la materia organica producendo biogas. La
digestione anaerobica di circa 25.000 ton/anno di rifiuto organico da RD è in grado
di alimentare un generatore della potenza di 1 MWe (capace di soddisfare il
fabbisogno energetico di circa 2.500 famiglie). Da questi pochi dati si comprende il
grande potenziale in termini di energia rinnovabile che si potrebbe ricavare
trattando la frazione organica degli RSU con processi di digestione anaerobica.
Con questo processo possono essere trattati:
• I rifiuti provenienti dalla R.D. della frazione umida
• i rifiuti speciali non pericolosi biodegradabili prodotti dal comparto agro alimentare
• i fanghi di depurazione di reflui civili.
flow charts
gli impianti di digestione anaerobica della Frazione Organica
(FORSU), consistono nelle seguenti fasi:
una preventiva preparazione del FORSU mediante processi di pressoestrusione per
la preparazione della “spremuta”
la digestione anaerobica della “spremuta” con produzione di biogas da destinare
all’alimentazione della fase cogenerativa
produzione di energia termica e elettrica, compost e acqua
Questo processo, rispetto a quelli attualmente utilizzati, consente
Di rendere trascurabili gli impatti ambientali
Di minimizzare i costi di valorizzazione
Utilizzare impianti integrati di compostaggio e digestione
anaerobica significa:
non sperperare una risorsa energetica
ridurre il prelievo di fonti fossili
ridurre le emissioni di CO2;
ridare fertilità ai suoli.
Descrizione del processo
Pretrattamento
•
•
•
•
•
I rifiuti vengono scaricati in un bunker che si trova in un padiglione e da lì
caricati nel tampone dosatore dell’impianto tramite una gru. Da questo punto
in poi i rifiuti si trovano in un sistema chiuso.
All’interno del padiglione la zona del bunker e la zona di sosta del camion
sono separate da un sistema a due portoni. In tal modo si riesce in modo
efficace a rinchiudere l’aria contaminata di cattivi odori ed a purificarla con un
biofiltro.
Durante questa fase i rifiuti vengono caricati in un miscelatore e viene
aggiunta acqua, prelevata dall’uscita del processo.
Il prodotto in uscita dal miscelatore passa in un pressoestrusore che provvede a
preparare la “spremuta” comprimendo il materiale in un setaccio calibrato
In questa fase vengono estratti gli scarti (plastica e tutti i materiali. Non
biodegradabili di dimensioni superiori ai fori calibrati) ed esclusi dal sistema.
Rifiuto in ingresso
Caricamento
preparazione della spremuta
Coclea dosatrice
di carico
omogenizzatore
pressoestrusore
Scarico sovvalli
omogenizzatore
spremuta
sistema di pressoestrusione
funzioni
1
1. Rienpimento della pressa con il materiale proveniente
dall’omogenizzatore
2
2. Il pistone si muove in avanti schiacciando il materiale nel
cilindro
3
3. Il pistone comprime il materiale. La frazione liquida e
pastosa passa attraverso il filtro. Gli scarti rimangono nel
cilindro
4
4. si apre la saracinesca di scarico sovvalli
5
5. Il pistone spinge le inpurità
6
6. La saracinesca si apre
7
7. Il pistone torna nella posizione iniziale
Materiale di scarto in uscita dalla pressoestrusione
Fase di digestione anaerobica
• La spremuta in uscita dalla fase di pretrattamento passa, prima di essere
inviata ai digestori, attraverso un pastorizzatore in osservanza al quanto
previsto dalla direttiva CEE n°1069/2009 (non ancora recepita dall’Italia)
• Giunta nei digestori si scinde in
• parte organica questa viene digestata da batteri mesofili che aggrediscono
le molecole complesse carboidrati, grassi e proteine per varie fasi di
degradazione successive che si possono identificare in idrolisi,
acidogenesi, acetogenesi e metanogenesi.
• parte inorganica con peso specifico inferiore a 1 che viene allontanata
dal processo tramite apposito sistema posto al livello del pelo libero del
fermentatore.
• parte inorganica con peso specifico superiore a 1 che viene allontanata
dal processo tramite apposito sistema posto sul fondo del fermentatore
Pastorizzatore
•
I rischi di contaminazione per l’uomo,
la fauna o l'ambiente devono essere
evitati. Regolato dalla legge
(Regolamento Europeo CE 1774)
Parametri di monitoraggio sono la
temperatura (70 ° C), tempo di
ritenzione (più di un'ora) e la
dimensione delle particelle (inferiore
a 12mm).
I pastorizzatori a doppio tubo
scambiatore di calore sono sistemi
modulari e di facile manutenzione.
digestori
I digestori sono dei reattori termostatati, dove avviene il processo biologico di metanogenesi.
Il volume totale dei digestori è funzione delle caratteristiche del substrato organico:
•La quantità di biogas producibile per unità massica di spremuta introdotta;
•Il tempo in cui una unità di massa di “spremuta”, alla temperatura di processo, rilascia
tutto il biogas che è capace di produrre.
Il materiale all’interno del digestore viene tenuto continuamente in movimento tramite
agitatori.
Durante questa fase i materiali inorganici presenti nella “spremuta” sono oggetto di una
naturale classificazione idraulica:
• quelli con peso specifico maggiore del liquido presente nel reattore precipitano sul
fondo,
• quelli con peso specifico inferiore salgono verso il pelo libero.
Problemi causati dalle inpurità nei rifiuti organici
1.
Resti di fogli di plastica che entrano nel digestore creano strati di
galleggianti, resti di fogli di plastica e altre fibre si accumulano e
costituiscono una corda che possono bloccare agitatori, pompe,
ecc
2.
Sabbia, sassi, pezzi di vetro gusci d'uovo rotti, ecc precipitano
fino al fondo del digestore riducendone la reale volumetria, inoltre
provocano danni e l'usura su pompe e sistemi di tubazioni .
Cause fermi impianto
Esempio di calcolo dei costi per la pulizia periodica digestore:
Contaminazioni (sabbia) 2%
1000 m³ volume digestore dimensionato per un quantitativo di materiale in
ingresso di 20t/d comportano un Ingresso di sabbia di 0,4 t/d per un totale di
146t/a
Dopo 1 anno circa il 15% del digestore è riempita di sabbia.
Le conseguenze sono:
• perdita di produzione a causa della fermata per la pulizia
• perdite di rendimento a causa di capacità inferiore digestore
Rimozione delle
sabbie
un raschiatore provvedere a
rimuovere le sabbie dal fondo
del digestore e a portarle in
un recesso dal quale saranno
rimosse tramite una coclea
Materiale rimosso dal fondo del digestore
Rimozione degli scarti galleggianti
Il materiale galleggiante è scremato dalla
superficie tramite degli skimmer e pompato ad
un setaccio. Grazie alla sua costruzione l'unità
di scrematura è autoregolante e tenuta di gas.
Materiale estratto dagli skimmer
cogenerazione
• Il biogas in uscita dal post fermentatore viene depurato e inviato, quale
combustibile, in un motore endotermico a ciclo diesel accoppiato, a
sua volta, ad un generatore di energia elettrica.
• Il motore e racchiuso in una cabina isolata acusticamente.
• Il sistema di scarico dei gas combusti passa attraverso un sistema di
abbattimento inquinanti (tipo marmitta catalitica)
• L’energia dissipata per il raffreddamento del motore viene utilizzata
per altre utenze (riscaldamento uffici, essiccazione compost,
condizionamento serre.
• Una tonnellata di rifiuti organici produce circa 380 Kwh elettrici e 480
Kwh termici
Trattamento digestato
• Il materiale solido in uscita dal post digestore passa
attraverso una centrifuga che provvede a separare la fase
solida e la fase liquida.
• La fase solida viene miscelata con del materiale strutturante
(biomasse legnose) e inviato alla fase di digestione aerobica
(circa 70 giorni) ottenendo un ottimo ammendante biologico
per agricoltura.
• La fase liquida passa per un impianto di depurazione SBR
(denitrificazione) e può essere vantaggiosamente usato per
fertiirrigazione.
Vantaggi per gli enti
• Per gli enti che conferiranno la FORSU all’impianto ci sarà il vantaggio
di una riduzione del costo di trattamento e di trasporto valutabile in
circa il 50% rispetto all’attuale.
• Per il Comune che ospita l’impianto, oltre che usufruire dei vantaggi
che ricaveranno gli altri enti, sono da aggiunge i seguenti benefici:
– un canone di impatto per ogni tonnellata di FORSU in
ingresso all’impianto;
– le ricadute occupazionali delle maestranze che
lavoreranno direttamente all’impianto
grazie per la vostra
attenzione.

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