ANNO XVI Agosto 2022.  Direttore Umberto Calabrese

Venerdì, 23 Dicembre 2016 10:14

Innovazione nell’impiego di forsu e sottoprodotti per la produzione di biometano. valorizzazione completa residui di trattamento

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   La Lettura  dell’articolo a firma di Aldo Garofalo impone chiarimenti precisazioni per ridurre il rischio di confusioni su sistemi tecnologici e parametri biologici nel trattamento della FORSU e prodotti derivati.

            In particolare non si capisce se l’articolo riguarda impianti di trattamento FORSU in sistemi DRY o WET o semi-wet  o  semi-dry oppure si fa confusione fra sistemi e gestione.

            La FORSU viene normalmente trattata in Italia, in impianti di digestione anaerobica, con sistema WET o semi-wet. Si ha conoscenza di un solo impianto che utilizza il sistema DRY. È da precisare che in Italia esistono impianti di compostaggio che trattano FORSU per la produzione di compost di qualità e non tutti sono in funzione per problematiche funzionali e di sostanze odorigene emesse nell’ambiente.

            È sostanziale evidenziare il processo differenziale dei sistemi di trattamento (WET, semi-WET, DRY, semi-DRY).

            Un sistema WET utilizza la diluizione della biomassa fino ad un valore < 10% di sostanza secca organica . Un sistema semi-WET o semi-DRY la sostanza secca organica raggiunge un valore compreso tra 10% e 20%. Un sistema DRY utilizza un miscuglio organico in cui la sostanza organica secca ha un valore > del 20%.

            Negli impianti di digestione anaerobica per la produzione di biogas/biometano, In Italia, usiamo essenzialmente il sistema WET, cioè la biomassa destinata al digestore deve essere costituita da sostanza secca organica pari al 10% massimo e 90% di acqua.

            Ulteriore specifica merita di essere fatta nella descrizione dei sistemi/impianti  di compostaggio della FORSU attuata con un processo diretto di compostaggio del tal quale (con successione di fasi: arrivo, triturazione/rompi sacchi, miscela del sottovaglio con tal quale, inserimento in biocelle di ossidazione, maturazione, vagliatura e commercializzazione)  per cui il prodotto finale commerciabile presenta caratteristiche di qualità, rispetto al sistema di compostaggio in cui viene inserito “a monte”  degli impianti  un sistema di digestione anaerobica per cui il processo di trasformazione biologica sul tal quale (compreso delle parti inquinanti, plastica, parti organiche solide quale ossa e frattaglie, residui solidi, inerti, parti di vetro, …) avviene all’interno di biocelle in cui viene riportato anche la porzione umida del percolato, in assenza di ossigeno. In successione alla fase di digestione sono attivate le operazioni di vagliatura con eliminazione del sottovaglio destinato in discarica mentre il vagliato viene utilizzato per la fase di lavorazione e di adeguamento ai parametri imposti dal D.Lgs 75/11 “produzione e commercializzazione dei fertilizzanti”.

            Quanto evidenziato dall’autore dell’articolo in epigrafe è applicabile esclusivamente a questa seconda tipologia di compostaggio con annessa digestione anaerobica.

            Non è assolutamente comparabile con la tecnologia che utilizza la FORSU per la produzione di biogas/biometano in un sistema WET o semi-WET  e successiva valorizzazione del digestato per la produzione di composto e/o Ammendante Compostato Misto da lombricoltura.

            In tal caso il sistema di digestione anaerobica è caratterizzato da un ulteriore differenzazione in MONOSTADIO e/o BISTADIO.

            Nel primo caso le fasi biologiche di trasformazione anaerobica della sostanza organica all’interno del digestore avvengono  in successione temporale all’interno del digestore; nel secondo caso la successione delle fasi biologiche avvengono in digestori diversi e, attualmente, si è in grado gestire le fasi anche secondo piani e qualità diverse della biomassa utilizzata e per parametri diversi di rendimento del processo produttivo.

            Un impianto di questo tipo (semi-WET o WET, monostadio o bistadio) esprime parametri produttivi e benefici concreti all’ambiente e alla collettività sostanziali.    

    

Chiarire gli aspetti normativi, progettuali e funzionali di impianti di trattamento rifiuti organici urbani rappresenta sicuramente il cardine sostanziale per operare scelte di tutela ambientale e benefici sociali concrete tali da apportare un sicuro beneficio complessivo alla collettività e all’ambiente.

Premetto di operare, nel mio lavoro, nel rispetto continuo di scelte imprenditoriali e delle migliori sinergie tecnologiche impiegando un simulatore informatico (SIMULA) che consente di integrare, ottimizzandone i parametri strutturali e di funzionamento, soluzioni tecnologiche consolidate di trattamento delle matrici organiche, urbane e sottoprodotti agricoli e agro industriali, con sistemi innovativi di produzione energetica e valorizzazione dei prodotti derivati.

In particolare le attenzioni operative e qualitative degli impianti in fase di proposta autorizzativa in Italia sono legati alla disponibilità di matrici organiche provenienti dalla raccolta differenziata (FORSU), dai sottoprodotti agro alimentari ed agricoli così come definiti dalla Tab 1A del D.Lgs 28/11 e in  DM 6/7/2012 e da utilizzo di fanghi di depurazione.

Il Testo Unico dell’Ambiente (D.Lgs. 152/06 e succ. mm. e ii.) regolamenta le attività utili alla sicurezza e a preservare l’integrità dell’ambiente. Gli Enti locali, le Regioni, i Ministeri, la Comunità Europea (EU) e i cittadini  integrano le norme con espressioni delle migliori pratiche di tutela e conservazione della integrità ecosostenibile del territorio e delle attività produttive ivi esercitate (D.Lgs. 46/14).

 La tecnologia di settore presente sul mercato mondiale consente di operare scelte progettuali ed operative tali da raggiungere, nel trattamento della frazione organica urbana (FORSU), dei fanghi di depurazione e dei sottoprodotti agro industriali, agricoli e zootecnici, gli obiettivi:

di eliminare i rifiuti di pre-trattamento della FORSU altrimenti destinati in discarica (mediamente dal 3,5% al 12% della matrice in ingresso),

di abbattere le emissioni di anidride carbonica immessa in atmosfera (recupero medio pari al 78-80% del valore complessivo prodotto dal processo),

 di azzerare le emissioni di CO, NOx, HC e polveri immesse in atmosfera (riduzione pari al 99,50% del bilancio complessivo del processo),

di eliminare l’emissione in atmosfera di sostanze ritenute cancerogene (azzeramento emissione di formaldeide e simili legata alla produzione di energia elettrica impiegando biogas; impianto utilizza esclusivamente biometano),

azzerare lo spreco di acqua di processo proveniente da fornitura pubblica e/o privata (ricircolo di fase liquida proveniente da separazione del digestato e trattamento di strippaggio e/o MBR),

di produrre biometano attraverso un processo di purificazione a membrana del biogas prodotto dall’impianto;

di recuperare anidride carbonica contenuta nel biogas destinata  ad uso alimentare (bibite e vino), tecnico (serre, antincendio)  e industriale innovativo (produzione biometano, sistemi di storage elettrico, sistemi di depurazione liquidi);

 di reimpiegare il digestato solido per la trasformazione in Ammendante Compostato Misto da lombricoltura;

di valorizzare le materie prime secondarie (digestato) per la produzione di sostanze utili all’agricoltura (ACM da lombricoltura), alla bonifica da metalli pesanti e idrocarburi di terreni, alla fitorimediazione (apporto di ACM in connessione con specie di piante fitorimediatrici, alla biorimediazione (ripopolazione di lombrichi in terreni oggetti di bonifica da inquinamento organico e da metalli pesanti, al trattamento di  emergenze naturalistiche del tipo salinità terreni e desertificazione (incremento fertilità, indice di germoglia mento, qualità), a ridurre apporti al terreno di fertilizzanti minerali in forma di Sali (fino al 100%), a ridurre i costi di impiego/apporto al terreno di fertilizzanti composti organici (-80%), riduzione importazione di lombrichi dall’estero, impiego di lombrichi per alimentazione pescicoltura, impiego lombrichi per pesca sportiva, impiego lombrichi per implementare tecniche di lombricoltura aziendale, …

valorizzare scarti ricchi di prodotti nobili ed utili alla collettività come l’estrazione dei polifenoli dalle acque di vegetazione;

azzeramento emissioni odori sgradevoli per impiego integrato di biofiltri, elettrofitlri, scrubber, filtri ai carboni attivi su sfiati e serre di lombricoltura, chiusura ambienti in cui operare con matrici e/o prodotti potenzialmente che emettono sostanze odorigene (pre-trattamento FORSU, separazione digestato, stoccaggio sottoprodotti, trattamento in lombricoltura, lavorazione ACM da lombricoltura;

recupero acque di processo impiegando sistemi di condensazione dei vapori nelle fasi di lavorazione digestato e ammendante compostato misto da lombrico;

certificazione intero stabilimento a norma del Reg CE 834/07 e del Reg. CE 898/08 per la produzione in biologico dell’ACM da lombricoltura;

azzerare il consumo di energia elettrica (EE) ed energia termica (ET) proveniente da sistema di produzione convenzionale sostituito da sistemi energetici integrati e costituiti da fotovoltaico, eolico, solare termico, storage elettrico, ossidrogeno, geotermico, idroelettrico ;

ridurre apporto di materiale organico in discarica (-100%)

ridurre i costi di smaltimento incidenti sull’Ente pubblico e, a caduta, sulla collettività (-40%);

ridurre importazioni di biometano dall’estero (fino a -12% delle importazioni attuali di metano);

aumentare posti di lavoro (+ 20 ULA/impianto per circa 40.000 nuovi posti di lavoro diretti);

di consentire l’ammodernamento degli automezzi pubblici e privati utilizzando la tecnica dell’alimentazione bifuel (benzina-biometano; diesel-biometano);

di consentire l’ammodernamento degli automezzi agricoli e delle macchine agricole utilizzando la tecnica dell’alimentazione bifuel (benzina-biometano; diesel-biometano);

eliminazione delle discariche e dei termovalorizzatori;

costruire impianti di valorizzazione rifiuti organici urbani determinando la territorialità del trattamento della FORSU e dei fanghi di depurazione (Ambiti Territoriali, Consorzio di Comuni, Unione di comuni);

elevata capacità di miglioramento dei rendimenti produttivi legati alla tecnologia innovativa in uso e all’evoluzione attesa dei sistemi impiegati nella elaborazione progettuale;

di elaborazione progettuale caratterizzata da flessibilità strutturale ed operativa per l’intera durata dell’impianto;

rispetto delle norme di sicurezza in progettazione, delle norme antisismica;

abbattimento delle barriere architettoniche esterne ed interne;

di impiegare un ciclo produttivo che preveda l’impiego di energia termica per il preventivo trattamento termico della biomassa (FORSU) prodotta direttamente all’interno dell’impianto anche con l’ausilio di sistemi energetici da fonte rinnovabile (solare termico, recupero del calore, combustibile biometano in caldaia integrativa, ossidrogeno, idrogeno);

ciclicità interna all’impianto delle risorse energetiche e dei consumi energetici;

sfruttamento delle disponibilità di matrici sul territorio italiano (+ circa 2.000 impianti aventi capacità produttiva di 500 Smc/h)(*);

risparmio complessivo a favore della collettività e/o degli Enti pubblici pari a circa 8.631,6x106€/y(*)

valore complessivo delle produzioni di biometano, immesso in rete pubblica, prodotto dalle matrici indicate pari a circa 3,528x109 €/y(*);

di  destinare parte degli utili di impresa (30%) alla fornitura di servizi alle fasce deboli presenti sul comprensorio territoriale attivando piani di intervento di welfare sociale in aggregazione agli Ambiti Territoriali;

Impatto Ambientale ritenuto estremamente positivo…(*)

Impianti così elaborati sono attualmente in fase di autorizzazione presso Enti preposti  in tutta Italia ed in Europa ed esprimono la convinzione che le risorse naturali di un territorio devono essere impiegate sul territorio e per il territorio attraverso piani di impiego concretamente legati alla tutela dell’ambiente e alla conservazione della sua identità ecosostenibile. 

(*) Se parliamo di disponibilità delle matrici in Italia, sono le seguenti:

FORSU: 12.500.000 ton/anno

FOS (frazione organica secondaria che viene fuori dalla presso estrusione di frazione indifferenziata della raccolta Differenziata) che vale circa 6.500.000 ton/anno;

Fanghi di Depurazione, non stabilizzati, prima della destinazione in discarica (umidità 70%, s.s. 30%) disponibili in Italia circa 132.000 mc/giorno x 365 = 48.180.000 mc/anno (sostanza secca disponibile 48.180.000 x 0,30 = 14.454.000 t/anno)

Tutti i comuni hanno problemi di smaltimento che costa circa 100-185 €/ton per cui alla collettività, l’operazione di smaltimento in discarica, costa:

FORSU: 12.500.000 t/y x 150 €/t = 1.875x106 €/anno

FOS: 6.500.000 t/y x 150 €/t = 975 x 106 €/anno

Fanghi: 48.180.000 t/y x 120 €/t = 5.781,6 x 106 €/anno

La FORSU può produrre biometano per circa 200 Smc/t di t.q. (qualità media di 3.a/4.a fascia qualitativa).

I fanghi di depurazione (30% ss + 70% umidità) possono produrre biometano per circa 100 Nmc/ton

Pertanto la produzione prevedibile in Italia è la seguente:

Da FORSU: 12.500.000 t/y x 200 Smc/t = 2.500x106 Smc/y  pari all’3,40% del fabbisogno complessivo nazionale in Metano che importiamo al 99% dall’estero;

Da FOS: 6.500.000 t/y x 200 Smc/t = 1.300 x 106 Smc/y pari al lo 1,80% del fabbisogno complessivo nazionale in Metano;

Da Fanghi di depurazione: 48.180.000 t/y x 100 Smc/t = 4.818 x 106 Smc/y, pari al 6,80% del fabbisogno nazionale in Metano.

Produzione totale italiana di biometano: (2.500+1.300+4.818)x106 Smc/y = 8.631,6 x 106 Smc/y

Pertanto utilizzando i rifiuti organici in Italia si potrebbe produrre il 12,00% del fabbisogno energetico in METANO (8.631,6 x 106 Smc/y)  che viene importato dall’estero.

Il valore del biometano è da ritenere pari a 70,00 x 109x 0,12 =8,4 x 109 x 0,42 €/Smc = 3,528 x 109 €/y

Il risparmio in costi pubblici sarebbe da ritenere pari a: (1.875+975+5.781,6)x106 €/y = 8.631,6 x 106 €/y.

Posti di lavoro: si ritiene di poter occupare 1,0 ULA x 1.750 ton di matrici (FORSU, FOS e FANGHI)

Valore totale assunzioni: (12,5+6,5+48,18)x106 /1.750 = 38.400 ULA diretti e 384.000 ULA indiretti.

COSTI per lo STATO (incentivi): 1.250 x 106 €/y

ACCISE + IVA  a favore dello stato = 776 x 106 €/y

Minori costi finanziari  = 550 x 106 €/y

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Read 3543 times Last modified on Martedì, 10 Gennaio 2017 16:01

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