La gestione dei rifiuti solidi urbani - ittfocaccia.gov.it · pulizia e smaltimento dei rifiuti....

La gestione dei La gestione dei

rifiuti solidi urbanirifiuti solidi urbani

ITIS Basilio FocacciaITIS Basilio Focaccia

Piano Offerta Formativa Piano Offerta Formativa a.s.a.s. 2008/20092008/2009

Responsabile del progetto: Prof.ssa Tullia AquilaResponsabile del progetto: Prof.ssa Tullia Aquila

UN PROBLEMA DA RISOLVERE

RIFIUTI

UNA RISORSA DA UTILIZZARE

I rifiuti accompagnano l’uomo

dall’inizio della sua storiadall’inizio della sua storia

La storia in chiave “rifiutologica” 1/2

Lo studio delle popolazioni antiche, ci è possibile solo attraverso

l'esame in dettaglio dei loro insediamenti, dei resti di cibo, di materiali

litici (arnesi primitivi di pietra) e fittili (di terracotta) finalizzati al cibo o

degli scarti di lavorazione delle pelli. Conosciamo le loro abitudini

alimentari attraverso i resti di cibo bruciato, le ossa spolpate e tutto

quanto rappresentava la loro pattumiera.

Le antiche popolazioni producevano pochi rifiuti per lo più costituiti da

resti organici, cenere ed escrementi. Tutti i materiali venivano

ampiamente recuperati.ampiamente recuperati.

Ad Atene gli schiavi si occupavano di tutte le opere di manutenzione di una città, che al suo

fulgore contava ben 250.000 abitanti.

Nella Roma imperiale i rifiuti, che non venivano direttamente riutilizzati, erano scaricati nella

Cloaca Massima, il sistema di fognature che serviva la città. I romani furono i primi creatori dei

servizi pubblici di raccolta e smaltimento dei rifiuti, il loro modello urbano fu esportato in tutto

l'impero e come tale funzionò fintanto che durò l'impero stesso.

Con la calata dei barbari, e per almeno un millennio, la situazione in tutta Europa fu

assolutamente disastrosa, mancando qualsiasi interesse verso la pulizia o anche solo per l’igiene

urbana. Con quali costi sociali lo si può desumere dalla frequenza delle pestilenze e delle

epidemie, soprattutto di tifo (i liquami finivano ad inquinare i pozzi per acqua) e di peste,

veicolata dai topi.

Solo verso la fine del Medioevo si cominciò a far strada l'ideache una certa igiene poteva essere utile e necessaria perridurre gli effetti delle epidemie di peste e colera, che alloraspopolavano intere nazioni.

Col Rinascimento rinacque anche una struttura urbana dipulizia e smaltimento dei rifiuti.

All’inizio dell’ industrializzazione la società era assolutamente

parca, almeno agli occhi di un consumatore contemporaneo.

La storia in chiave “rifiutologica” 2/2

Gran parte dei rifiuti che una famiglia produceva era per lo più costituita da ceneri. Il

riscaldamento domestico infatti era a legna o a carbone, con la differenza che la cenere diriscaldamento domestico infatti era a legna o a carbone, con la differenza che la cenere di

legna, ricca in soda, veniva utilizzata per lavare i panni, mentre la cenere di carbone, non

essendo idonea allo scopo, doveva essere gettata.

I metalli erano pressoché inesistenti nei rifiuti: non c'erano ancora le lattine per le bibite,

mentre le pentole rotte o gli altri oggetti domestici in metallo venivano vendute al

"rottamaio", curiosa figura di recuperatore di metalli ante litteram, che faceva la propria ed

altrui fortuna comperando a peso i rottami metallici.

Oggi la situazione è del tutto cambiata: siamo passati da una società frugale, semiagricola aduna post-industriale e consumista, che fa “dell'usa e getta” il proprio modello.

Il risultato è stata una crescita smodata dei rifiuti, si è perso per strada il gusto del

riciclaggio, del recupero, del riutilizzo.

ITALO CALVINO Da Le Citta' invisibili

Leonia

La città di Leonia rifà se stessa tutti i giorni: ogni mattina la popolazione si risveglia tra

lenzuola fresche, si lava con saponette appena sgusciate dall'involucro, indossa

vestaglie nuove fiammanti, estrae dal più perfezionato frigorifero barattoli di latta

ancora intonsi…. Tanto che ci si chiede se la vera passione di Leonia sia davvero come

dicono il godere delle cose nuove e diverse, o non piuttosto l'espellere, l'allontanare

da sé, il mondarsi d'una ricorrente impurità…. più Leonia espelle roba più ne da sé, il mondarsi d'una ricorrente impurità…. più Leonia espelle roba più ne

accumula….. Il pattume di Leonia a poco a poco invaderebbe il mondo, se sullo

sterminato immondezzaio non stessero premendo, al di là dell'estremo crinale,

immondezzai d'altre città, che anch'esse respingono lontano da sé le montagne di

rifiuti. Forse il mondo intero, oltre i confini di Leonia, è ricoperto da crateri di

spazzatura, ognuno con al centro una metropoli in eruzione ininterrotta… basta che un

barattolo, un vecchio pneumatico, un fiasco spagliato rotoli dalla parte di Leonia e una

valanga di scarpe spaiate, calendari d'anni trascorsi, fiori secchi sommergerà la città

nel proprio passato che invano tentava di respingere, mescolato con quello delle altre

città limitrofe, finalmente monde: un cataclisma spianerà la sordida catena montuosa,

cancellerà ogni traccia della metropoli sempre vestita a nuovo.

La produzione dei rifiuti in Italia è in

costante aumento!

Dati APAT, Rapporto Rifiuti 2007

•l’aumento dell’utilizzo di beni “usa e getta”

Cause dell’incremento della produzione di

rifiuti

•un sempre maggior impiego di imballaggi

•un cambiamento degli stili di vita e

della società

Cosa facciamo di tutti questi rifiuti?

• In Italia si “smaltisce” in DISCARICA ancora oltre il 50% del totale dei rifiuti urbani.

• Le discariche • Le discariche determinano gravi problemi ambientali e un considerevole spreco di materia ed energia.

Effetti sull’ambiente delle discariche

I residui dei rifiuti restano attivi per oltre 30 anni e, attraverso i naturali processi di decomposizione anaerobica della componente organica (30% dei rifiuti domestici), producono:

� Biogas (miscela ricca di metano,

gas serra 20 volte più attivo della CO2)gas serra 20 volte più attivo della CO2)

� Liquami (percolato) altamente

contaminanti per il terreno

e le falde acquifere

Discarica non controllatahttp://en.wikipedia.org/wiki/Image:Waste.jpg

http://it.wikipedia.org/wiki/Immagine:Jakarta_sl

umlife71.JPG

Slum life, Jakarta Indonesia. Picture taken by

Jonathan McIntosh, 2004.

Caratteristiche di una discarica a norma

Sezione di una discarica controllata

Copertura giornaliera

Comparto rifiuti

www.accesskent.com

Comparto rifiuti

Raccolta percolato

Guaina in PVC

Strato di argilla

Recupero del biogas da una discarica e

produzione di energia elettrica

Discarica

controllata

di Chiaravalle

Pozzo di captazione del biogas

Possibilità di riutilizzo del terreno alla

chiusura di una discarica a norma

Una discarica ricoperta di verde dopo la chiusura

(Dresda).

Le indicazioni della UE: strategia delle 4 “R”, in ordine di priorità!

Riduzione della produzione di rifiuti

Riutilizzo degli oggetti

Si può realizzare una gestione sostenibile

dei rifiuti?

Riciclaggio dei materiali

Recupero energetico

Ovvero, se non è possibile eliminare la produzione dei rifiuti, è necessario “trattarli” e trasformarli in RISORSA

Per “trattare” i rifiuti è necessario

DIFFERENZIARLI

Differenziazione a monte

Raccolta differenziata

Differenziazione a valle

Trattamento Meccanico Biologico

Vantaggi della raccolta differenziata

� Riduzione dell’impatto ambientale dei

successivi processi di trattamento e

smaltimento

� Valorizzazione delle componenti

merceologichemerceologiche

� Facilitazione del recupero di materiali e di

energia

� Promozione di comportamenti più corretti da

parte dei cittadini

Raccolta Differenziata

percentuali di Raccolta Differenziata

per regione

anno 2005

produzione pro-capite

costante al Nord

La Raccolta Differenziata“promuove significativi cambiamenti dei consumi, a beneficio di prevenzione e riduzione della produzione dei Rifiuti”

Prof. Vincenzo Venditto Università di Salerno

Riciclo materiali

Recupero Frazione Organica

BiogasBiogas

Recupero Frazione Organica

CompostCompost

Compostaggio (aerobico) della

frazione organica dei rifiuti

Insieme di processi naturali che portano alla degradazione della

frazione umida, conducendo alla sintesi di una famiglia di

composti chiamati comunemente "humus“ (acidi umici e fulvici).

compostRecupero Frazione Organica: Compostaggio

ecosistema microbico attivo nel processo aerobico

attinomiceti batteri

attinomiceti

funghi

lieviti

batterio

Prof. Vincenzo Venditto Università di Salerno

compostRecupero Frazione Organica: Compostaggio

Compost di “qualità” (superiore)da scarti organici selezionati alla fonte (da RD)

Ammendante Compostato Misto

D.lgs. 748/1984D.lgs. 217/2006

prodotto utilizzabile senza particolari vincoli p.e. in orticultura, frutticultura,

florovivaismo… marchio di qualità del CIC CONSORZIO

ITALIANO

COMPOSTATORI

Compost di “qualità controllata” (qualità inferiore)da scarti organici non selezionati alla fonte (da rifiuto indifferenziato)

Frazione Organica Stabilizzata (FOS)

COMPOSTATORI

ammendante = correttivo della costituzione dei suoli

prodotto soggetto a standard qualitativi ed utilizzabile per ripristini ambientalip.e. recupero di cave esaurite ed aree inquinate, sistemazione discariche esaurite…

da impianti di Trattamento Meccanico Biologico (TMB) p.e. CDR

Prof. Vincenzo Venditto

impianto di trattamento di Los Angeles

Sistema aperto rivoltato

Esempi di impianti industriali di compostaggio

Silver Spring, Maryland

Sistema aperto con aerazione forzata

impianto di compostaggio di Teora (AV)

Sistema chiuso: reattore di compostaggio NGK, Aiki Prefecture

Giappone

Sistema chiuso a flusso verticale

25

30

35

40

Tem

pe

ratu

ra, °

C

Temperature interne ed esterne al cumulo di compostaggio

T(int.)°C

T(est.)°C

Cumulo di compostaggio realizzato nel giardino della scuola

10

15

20

26/2/09 8/3/09 18/3/09 28/3/09 7/4/09 17/4/09 27/4/09 7/5/09 17/5/09

Tem

pe

ratu

ra,

Data

Si evidenzia, a partire da fine aprile, il rapido incremento di temperatura

tipico della fase di crescita dei batteri mesofili, che degradano carboidrati,

lipidi e proteine con produzione di CO2 , H2O e calore.

Digestione anaerobica (DA) della frazione

organica dei rifiuti (FORSU) con liquami

zootecnici (codigestione)

Il grafico di Energie Schweiz illustra come, in linea di principio, la produzione di

biogas coincide con il processo digestivo in atto nello stomaco di ogni bovino.

Decomposizione batterica in assenza di ossigeno che comporta

riduzione del volume del rifiuto e produzione di

biogas, una miscela di metano (50-80%) e CO2.

biogas coincide con il processo digestivo in atto nello stomaco di ogni bovino.

Sospensione – Sminuzzamento

Fase di idrolisi 1: decomposizione

di sostanze facilmente degradabili.

Fase di idrolisi 2: decomposizione

di sostanze difficilmente

degradabili.

Produzione metano:

trasformazione in biogas.

Impianto a ciclo integrato

(anaerobico/aerobico)

Situazione della Campania per gli

impianti di compostaggio

• Sul Rapporto Rifiuti: Produzione e gestione in Campania 2002-2007 si legge: “Anche se oltre il 53% dei comuni campani ha avviato la raccolta di questa tipologia di rifiuti, in regione scarseggiano impianti di trattamento di tale frazione (compostaggio/digestione anaerobica). Per questo motivo la quasi totalità delle anaerobica). Per questo motivo la quasi totalità delle 130.000 tonnellate raccolte nel 2007 è stata avviata a recupero in impianti fuori regione, in prevalenza Sicilia ed in minor parte in Calabria e Puglia, con aggravio di costi e disagi ambientali per i comuni campani che virtuosamente hanno raccolto in maniera separata tale frazione di rifiuti.”

Impianti previsti in Campania

Fonte: Regione Campania

Impianto progettato per Salerno

Polo per la produzione di energie

alternative.

• energia dal biogas prodotto dal

processo di valorizzazione delle

biomasse da raccolta differenziata;

• energia da fotovoltaico derivante

dall’utilizzo di tutte le coperture

dell’impianto.

Ciclo di Gestione RSU indifferenziati (nd)azioni

a valle

separazione basata su

proprietà fisiche delle

diverse frazioniRSUnd

Trattamento Meccanico Biologico (TMB)basato sul:

impianto a differenziazione (splitting) di flussi

produce FOS (sottovaglio) & CDR (sopravaglio)

riduzione

meccanica delle

dimensioni

“impianto CDR”

FOS

FOS = Frazione Organica Stablizzata

CDR = Combustibile Da Rifiuto

favorisce la

separazione

delle frazioni

Pro

f. Vin

cen

zo V

en

ditto

CDR = 13-18 % dei RSU

finanziaria 2007RND=50% -2009-

stoccaggio

“impianto CDR”

Pianodardine -AV-

triturazione

34vagliatura primaria

sotto-vaglio


selezione magnetica

selezione manuale

selezionatore balistico

“impianto CDR” Pianodardine -AV-

il sopra-vaglio della prima e seconda vagliatura va alla

selezione magnetica, balistica e manuale

selezionatore balistico


“impianto CDR” Pianodardine -AV-

balle diCDR

pressa idraulica

il sopra-vaglio selezionato viene imballato

balle diCDR

eco-balle


Le eco-balle sono CDR?

• Purtroppo i 7 impianti di TMB della Campania,

pur essendo tecnologicamente adeguati, non

hanno lavorato correttamente!

I dati analitici dimostrano che

le eco-balle non sono CDR!!

Somigliano molto di più a RSU tal quale!

recupero di materia

impianti di trattamento dei RSUnd finalizzati al recupero di materia

… esistono TMB che rispettino maggiormente la gerarchia UE delle priorità ?

R. Ercolini e PF. Ferri

-AMBIENTE E FUTURO-

http://ambientefutoro.interfree.it

per gestione

impianto

TMB integrato con trattamentia/ana-erobici


rispetta la gerarchia UE delle priorità !!!

recupero di materia

recupera dai RSUnd in ingresso

sia materia (materiali e compost) sia energia

� recupero dei materiali riciclabili

� stabilizzazione della frazione organicaimpianto di trattamento

finalizzato a:

Trattamento Meccanico Biologico finalizzato al recupero di materia

� stabilizzazione della frazione organica

attraverso trattamenti

� aerobici (recupero compost)

� anaerobici (recupero energia)

finalizzato a:

si rispetta alla lettera la gerarchia UE


Tecnologie di trattamento termico

dei rifiuti

Ne esistono due tipi.

�Sistemi di combustione diretta: inceneritori

�Sistemi di combustione indiretta: pirolisi,

gassificazione, plasma (tecnologie emergenti)

Hamburg

1895

temperatura forno dipende da

• PCI del combustibile

• dal tipo di comburente

• dal rapporto fra i due

� combustione di rifiuti

ossidazione difficoltosa per

• natura intrinseca materiale (basso PCI)

• condizioni fluidodinamiche poco favorevoli

necessario un notevole

eccesso d’aria

preferibili forni adiabatici (isolati)

per tenere alta la temperatura del forno(aria si comporta come un diluente termico)

incenerimento rifiuti con produzione di energia elettrica

• dal rapporto fra i due(aria si comporta come un diluente termico)

ηηηηciclo = 0,25-0,3

ηηηηtot = 0,17-0,25

bassi rendimenti

modeste potenzialità elettriche

migliorabili solo incrementando il PCI

(p.e. separando secco-umido)

ηηηη = 0,57

rendimento di una moderna

centrale elettrica a turbogas

• camere di combustione non adiabatiche

• incremento recupero calore di combustione

Prof. Vincenzo Venditto, dati D.I.I.A.R. Sez. Ambientale POLITECNICO DI MILANO

TIPOLOGIE DI FORNI

� a griglia: per bassi/medi PCI, bassi costi, molto diffusi,

tecnologia ben sperimentata

� a tamburo rotante: adatti per PCI costanti ed elevati (rifiuti

industriali) e per liquidi, lunghi tempi di trattamento

� a letto fluidizzato: per PCI elevati (p.e. CDR), miglior

miscelazione, più efficienti ma meno sperimentati

incenerimento rifiuti con produzione di energia elettricaHamburg

1895

tutti forni derivati da analoghe

installazioni per combustibili

solidi (p.e. carbone)

schema di forno a griglia fissa con

camera di post-combustione

tipologia BAT negli anni ’80

(tecnologicamente superata)

tecnologia più diffusa attualmente:• forno a griglia mobile

• temperatura di combustione > 850°C

(evitabile la post-combustione)


forni a griglia mobile

incenerimento rifiuti con produzione di energia elettricaHamburg

1895


Hamburg

1895

forni a tamburo rotante

costituiti da un cilindro rotante inclinato (5-15°)

dotato palette per favorire il movimento dei solidi

il contatto con l’aria è più difficile rispetto alla griglia

perché il combustibile è in contatto con la parete del

forno


i gas prodotti dal forno rotante sono

inviati in una camera di combustione fissa

necessitano anche di una

camera di post-combustione

sono preferenzialmente

utilizzati per RS (industriali)

inviati in una camera di combustione fissa

per completare i processi ossidativi

Tcombustione > 1100°C per RS

contenenti composti alogenati


Hamburg

1895

forni a letto fluidizzato

Letto ricircolanteLetto Bollente


il rifiuto deve essere pretrattato per

ridurne la granulometria

� elevata efficienza di combustione

� maggiori possibilità di controllare le emissioni

vantaggi:

aggiungendo calcare al letto fluido si riducono le emissioni

SOx, per la precipitazione di solfati


Hamburg

1895 incenerimento rifiuti con produzione di energia elettrica

CO2, H2O,O2, N2,SO2, HClscorie, etc.

versione troppo “semplificata”

i prodotti della combustione non

sono solo

Antoine Lavoiser (1743-1794)

+

NOx

46

sono solo

CO2 & H2O

necessario trattare i fumi per

abbattere gli inquinanti prodotti

nella combustione

… finiti in “scorie, etc.”


Bilancio materia inceneritore

alimentato da rifiuti indifferenziati

upload.wikimedia.org/wikipedia/it/thumb/6/6f/...

il problema degli inquinanti prodotti nella

combustione dei rifiuti

l’impatto sanitario delle tecniche di incenerimento dei RSU

diossine: POP’s (Inquinanti Organici Persistenti)

si legano a specifici recettori nucleari

fisiologicamente deputati al legame con ormoni

1997 la TCDD viene

riconosciuta dalla IARC

come cancerogeno certo

per l’uomo

sono

�� altera molteplici funzioni fisiologiche dell’organismo: effetti sul altera molteplici funzioni fisiologiche dell’organismo: effetti sul

Sistema immunitario, Endocrino, Riproduttivo, Sistema Nervoso in Sistema immunitario, Endocrino, Riproduttivo, Sistema Nervoso in

via di via di sviluppo…sviluppo…

�� determina: Ipotiroidismo, Diabete, Endometriosi, Ritardo nello determina: Ipotiroidismo, Diabete, Endometriosi, Ritardo nello

sviluppo puberale, Disturbi del comportamento, Patologie sviluppo puberale, Disturbi del comportamento, Patologie

cardiovascolari cardiovascolari

�� Effetti cancerogeni: Sarcomi, Linfomi Effetti cancerogeni: Sarcomi, Linfomi NonNon--HodgkinHodgkin, Neoplasie del , Neoplasie del

polmone, Mammella, Colonpolmone, Mammella, Colon-- retto.retto.

DL50

dose letale per il 50% delle cavie

TCCD = 0,02 mg/kg.

As = 763 mg/kg

sono

bioaccumulabili

risalgono inalterate la catena risalgono inalterate la catena

alimentare fino all’uomoalimentare fino all’uomo


Impatto ambientale degli

inceneritori

• Il vero problema degli inquinanti più stabili,

come le diossine, è l’accumulo.

• I limiti di concentrazione degli inquinanti

imposti dalla normativa sono riferiti al metro imposti dalla normativa sono riferiti al metro

cubo di fumi e non all'emissione totale.

Pertanto, bruciando più rifiuti si ottengono più

fumi e quindi più emissioni inquinanti, ma si

rimane sempre nei parametri di legge.

� gassificazione&

� pirolisi

� gassificazioneprocesso di combustione in difetto d’ossigeno

si ottengono prodotti di ossidazione parziale

con caratteristiche combustibili

trattamento termico di rifiuti con recupero di energia

T gassificazione

> T pirolisi

� pirolisidegradazione termica di composti organici con formazione di prodotti

solidi, liquidi e gassosi con caratteristiche combustibili

processo endotermico svolto in assenza di ossigeno

T pirolisi

400-800°C


processo di pirolisi con “torcia al plasma”

plasma = gas ionizzato

T = 7.000 -13.000 °C composizione % del gas

• 53% idrogeno

• 33%monossido di carbonio

e

CO2, N2, CH4

i composti inorganici sono vetrificati

trattamento termico di rifiuti con recupero di energia

i composti inorganici sono vetrificati

si sospetta che si formino grandi

quantità di nanopolveri

(diametro inferiore a 0,1 micron)

la dimensione del particolato è

inversamente proporzionale alla

temperatura di combustione


Ciclo integrato dei rifiuti: conclusioni

• Il Ciclo Integrato dei Rifiuti implica una gestione dei rifiuti in tutte

le sue fasi, dalla produzione al recupero/smaltimento, attraverso

un’attenta analisi e valutazione che prevede una visione

d’insieme del problema.

• Le indicazioni comunitarie vanno nella direzione del

superamento dello smaltimento in discarica, che disperde risorse

e lascia problemi insoluti alle generazioni future.

Direttiva Europea DiscaricheCE/1999/31

Raccolta differenziata

Raccolta non differenziata-residuale-

Prevenzione Produzione

Recupero Materia

Recupero

recupero di materia

“Gestione Integrata dei Rifiuti” linee guidaCOM 301/2003

finanziaria 2007RD=40% -2007-RD=50% -2009-

CE/1999/31

Recupero Energia Trattamento

Recupero Materiali(riciclaggio)

Recupero Frazione Organica(compostaggio)

Smaltimentoscarti

scarti

smaltire in discarica solo

rifiuti organici stabilizzati

biologicamente

TMB

D.lgs 36/03 art.6non sono ammessi in discarica rifiuti con PCI > 2890 kcal/kg


Prospettive per la Campania?

La corretta applicazione di una gestione

integrata dei rifiuti in Campania risolverebbe in

modo definitivo, e nella salvaguardia

dell’ambiente, il “problema rifiuti”, creando al

contempo sviluppo economico e, quindi, nuova contempo sviluppo economico e, quindi, nuova

occupazione. Se ciò si realizzasse, avremmo la

certezza di non rivedere più le scene

drammatiche che troppo spesso hanno

campeggiato sulle pagine dei giornali negli

ultimi 15 anni.

Inoltre, solo la messa a punto di un corretto ciclo di trattamento dei rifiuti potrebbe

consentire il definitivo superamento della disastrosa pratica dello smaltimento abusivo dei rifiuti tossici. Come è stato denunciato anche nel video “Biùtiful Cauntri”, spesso

questa pratica si realizza combinandola alla questa pratica si realizza combinandola alla combustione incontrollata dei rifiuti solidi

urbani disseminati nelle discariche abusive dislocate nella “terra dei fuochi”, area situata

tra le province di Napoli e Caserta tristemente famosa per il degrado ambientale che la

caratterizza.

E su questo tema chiudiamo con un

sorriso …. anche se un po’ amaro!

Docenti impegnati

• Prof. Enzo Butrico

• Prof.ssa Giuliana Parisi

• Prof.ssa Maddalena Colucci

• Prof.ssa Tullia Aquila• Prof.ssa Tullia Aquila

Uno speciale ringraziamento va al Prof. Vincenzo Venditto,

docente del Corso di Laurea di Chimica dell’Università di

Salerno, per il materiale gentilmente messo a disposizione

ed utilizzato in questa presentazione.

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