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ⓘ Compostaggio industriale




                                     

ⓘ Compostaggio industriale

Il compostaggio industriale è lattività di trasformazione della frazione umida dei rifiuti solidi urbani e gli scarti di produzione agricola e industriale biodegradabili in terriccio e concime, in grandi volumi, per il commercio.

Il trattamento avviene per mezzo di un processo biologico aerobico, che si svolge cioè in presenza di ossigeno, durante il quale le componenti organiche maggiormente biodegradabili subiscono una mineralizzazione.

                                     

1. Descrizione

Su base industriale il compostaggio viene utilizzato per la trasformazione in compost di scarti organici, come ad esempio la cosiddetta frazione umida dei rifiuti solidi urbani. Il compostaggio industriale permette un controllo ottimale delle condizioni di processo e la presenza di eventuali inquinanti nella materia prima ad esempio residui di metalli pesanti e inerti vari o microrganismi patogeni per lagricoltura viene eliminata rispettivamente tramite trattamenti di ulteriore separazione meccanica e trattamenti biologici. Altre biomasse compostabili comunemente sfruttate sono rappresentate dai fanghi di depurazione e dagli scarti della cura e manutenzione delle aree verdi compost verde. Dati risalenti al 2004 attestano che il 39% del compost prodotto in Italia deriva dallumido, il 34% dal verde, il 17% da fanghi e il restante 10% da altre biomasse.

Più nel dettaglio, i materiali compostabili sono:

  • sottoprodotti della lavorazione del legno, se non contenenti sostanze chimiche
  • fanghi di depurazione
  • residui di lavorazione agricole
  • residui vegetali
  • scarti alimentari sia domestici che originati da produzioni agro-industriali
  • scarti organici originati da rifiuti solidi urbani indifferenziati RSU
  • deiezioni animali letami e liquami

In base alle materie prime impiegate nel compostaggio, si possono distinguere due tipologie di prodotto Decreto Legislativo 29 aprile 2010, n. 75:

  • ammendante compostato misto varie matrici organiche selezionate.
  • ammendante compostato verde scarti lignocellulosici;
                                     

1.1. Descrizione Condizioni di compostaggio

Il compostaggio essendo un processo prevalentemente di tipo biologico richiede il mantenimento di specifiche condizioni ambientali fisiche e chimiche. In particolare le principali variabili da controllare sono:

  • lumidità deve essere mantenuta nella fase iniziale tra il 55% e il 70% per favorire sempre lattività batterica.
  • la porosità deve essere attorno al 35% per garantire un adeguato passaggio di aria e quindi di ossigeno; infatti se la massa dovesse essere troppo compatta, con poca porosità, laria non passerebbe e ciò favorirebbe lo sviluppo di popolazioni batteriche anaerobie con la conseguenza di non riuscire a degradare totalmente la sostanza organica presente digestione anaerobica, e con la produzione di cattivi odori causati da acido solfidrico, ammoniaca ed altre sostanze. La porosità è controllata mediante la giusta miscelazione di parti verdi come sfalci, foglie e parti legnose come ramaglie che lasciano nella massa piccoli spazi aperti.
  • il pH generalmente durante il processo decompositivo tende ad acidificarsi, è bene mantenerlo intorno a 6 per evitare produzione di odori originati dallammoniaca eventualmente aggiungendo sostanze basiche come ceneri, sostanze calcaree, o alghe marine come il Litotamnio.
  • lossigeno deve avere una concentrazione allinterno della massa da compostare compresa fra il 5% ed il 10%, ciò favorisce la prolificazione e lattività di decomposizione dei batteri aerobi.
                                     

1.2. Descrizione Vantaggi

Nella gestione dei rifiuti, il compostaggio rappresenta una forma di smaltimento e riciclaggio particolarmente interessante per i seguenti motivi:

  • permette lo smaltimento della componente biodegradabile dei rifiuti solidi urbani, con recupero di materiale e riduzione dellimpatto ambientale.
  • non richiede apporto energetico;
  • evita fenomeni indesiderati che potrebbero aver luogo nel caso di trattamento dei rifiuti in discarica: produzione di biogas, percolato, odori;
  • permette ligienizzazione del rifiuto, la composizione aerobica libera una notevole quantità di energia sotto forma di calore; nella massa di materiale, in fermentazione controllata, le temperature 55-70 °C distruggono gli agenti patogeni, stabilizzando il prodotto dal punto di vista biologico.
  • permette la stabilizzazione del rifiuto: nella fase di biossidazione termofila i microrganismi, in presenza di ossigeno, ossidano la sostanza organica attraverso la mineralizzazione della frazione più facilmente fermentescibile.
  • permette di utilizzare completamente la frazione organica disponibile senza produzione di eventuali sottoprodotti da smaltire;
  • consente il trattamento della frazione organica putrescibile dei rifiuti, che contiene notevoli quantità dacqua ne limita di conseguenza le possibilità di utilizzo;
  • ha come risultato finale la produzione di compost, che si può considerare prezioso tenendo presente che il nostro paese lo importa per una spesa rilevante.


                                     

1.3. Descrizione Uso agricolo

Il compostaggio oltre che corretta tecnica di smaltimento, si configura anche come mezzo di produzione di ammendanti organici di alta qualità largamente sostituibili al letame.

Il compost di qualità ottenuto dalla raccolta differenziata dellorganico mediante processo industriale può venire quindi convenientemente sfruttato in agricoltura avvantaggiandosi in tal modo di un fertilizzante naturale ed evitando il ricorso a concimi chimici a pieno campo. Anche il florovivaismo, dilettantesco e professionale, si avvale convenientemente di questo compost. La commercializzazione dellammendante compostato è regolata dal Decreto Legislativo 29 aprile 2010, n. 75. Il compost, non avente lo standard qualitativo fissato da D.Lgs. 75/2010, non può essere commercializzato e viene comunemente utilizzato per la copertura delle discariche di rifiuti e per bonifiche agrarie. La digestione anaerobica permette anche di ottenere del biogas utilizzabile quale combustibile.

Lo svantaggio consiste principalmente nella emissione di odori dallimpianto di compostaggio, qualora esso manchi di opportuni filtraggi dellaria. Inoltre, se non si riesce a utilizzare tutto il compost prodotto in agricoltura, florovivaismo hobbystico e professionale, per bonifiche o per la copertura di discariche come preferibile, linvenduto deve essere smaltito inevitabilmente in discarica, il che è evidentemente uno spreco di una risorsa preziosa, che diventa invece un costo notevole.

                                     

2.1. Processo produttivo Fase preparatoria

Allarrivo del materiale nel centro di compostaggio si deve provvedere ad una adeguata separazione in base alla provenienza del materiale. In particolare nel caso di rifiuti solidi urbani indifferenziati RSU è necessario separare vetro plastica e metallo, mediante appositi sistemi meccanici, al fine di ottenere la frazione umida da cui si produrrà il compost. Questultima scelta è assai discutibile poiché il composto ottenuto è di bassa qualità in quanto ricco di detriti vetrosi e plastici non tutti sono eliminabili con successiva vagliatura. Ne consegue che il suo utilizzo generalmente è limitato alle colture arboree per produzioni industriali ad esempio: pioppeti per la produzione della carta o alla copertura delle discariche.

Nel caso di scarti provenienti da RSU indifferenziati è necessario provvedere ad una separazione meccanica attuata da appositi macchinari:

  • il vetro è separato allinterno di cilindri rotanti forati che, ruotando attorno al proprio asse, selezionano i pezzi di vetro lasciandoli cadere allesterno.
  • il metallo è separato per primo generalmente con un magnete;

Successivamente gli scarti di diversa natura possedendo, consistenza, pezzatura e umidità differenti, devono opportunamente essere miscelati e fra loro e triturati per garantire lomogeneità del prodotto da compostare e naturalmente garantire che lalternanza interna materiali più o meno voluminosi garantisca unadeguata porosità, necessaria al passaggio dellaria. Ciò viene attuato mediante appositi trituratori-miscelatori a coclee, fissi o azionati mediante forza motrice di un trattore. La pezzatura finale ottimale del materiale è di 1–7 cm di diametro.

                                     

2.2. Processo produttivo Fase iniziale

Il materiale viene quindi depositato in una grande vasca a pianta rettangolare di cemento coperta o talvolta in un semplice capannone dove sul fondo sono presenti griglie per il riciclo del percolato chiamato anche colaticcio e bocche di aerazione, attraverso bracci meccanici o coclee meccaniche è possibile mescolare periodicamente la massa e garantire un trattamento omogeneo. La fase iniziale ha una durata che, a seconda dellottimalità delle condizioni e dalle quantità di materiali da compostare, va da pochi giorni ad una-due settimane; è attivata dallo sviluppo e dallattività di decomposizione della sostanza organica da parte di batteri eterotrofi aerobi. Si definisce anche fase mesofila poiché i batteri che operano questa fase vivono a temperature intermedie 18-45 °C. In questa fase gran parte delle sostanze organiche più semplici come carboidrati, lipidi, proteine vengono trasformate in acqua, calore e CO 2. Ed il calore è elemento importante in quanto è proprio linnalzamento progressivo della temperatura provocato dallattività metabolica dei batteri mesofili a portare alla scomparsa di questi batteri e lelezione di quelle popolazioni batteriche più resistenti, innescando la fase termofila.



                                     

2.3. Processo produttivo Fase termofila

In questa fase che può durare vari mesi si sviluppano popolazioni di batteri eterotrofi ma soprattutto autotrofi e Batteri autotrofi facoltativi termofili come il Bacillus stearothermophilus e termofili estremi cioè capaci di vivere a temperature elevate 50-70 °C fino al massimo a 90 °C. La presenza di batteri autotrofi va giustificata con il fatto che gran parte delle sostanze organiche utilizzabili dai batteri già presenti nella massa sono state consumate, e questa condizione seleziona le popolazioni in grado di sfruttare sostanze chimiche come lidrogeno per la produzione di energia necessaria a fissare lanidride carbonica presente in composti energetici batteri chemioautotrofi come l Hydrogenobacter ed il Bacillus shlegelli. Osservando il cumulo in questa fase è possibile osservare grandi nubi di vapore che si innalzano e una temperatura che oscilla intorno ai 70 °C. Lelevata temperatura comporta anche unelevata evaporazione di acqua. La mancanza dacqua diventa pressione selettiva che porta ad un rapida scomparsa dei batteri e quindi porta al termine della fase termofila.

                                     

2.4. Processo produttivo Fase di maturazione

La bassa umidità favorisce la crescita e diffusione di funghi attinomiceti ed altri che si erano propagati temporalmente per sporulazione al momento dellinnalzamento della temperatura. Questi funghi attueranno mediante lemissione di specifici enzimi una progressiva, anche se incompleta, degradazione delle sostanze più complesse come la cellulosa, la lignina le emicellulose funghi

Nelle tre fasi precedenti, frequenti sono i rivoltamenti del cumulo che consentono mediante la disgregazione del materiale il ripristino della porosità, e lomogeneità del trattamento a tutta la massa.

                                     

2.5. Processo produttivo Raffinazione

Il compost ora prodotto può essere utilizzato tal quale o vagliato mediante appositi setacci meccanici con maglia vagliante da 6–10 mm o 15–20 mm. Questo permette di eliminare una parte di eventuali corpi estranei come plastiche vetri nel caso di compost da RSU e di eliminare parti legnose indecomposte.

                                     

3.1. Tipologie di compostaggio Compostaggio in cumuli periodicamente rivoltati

Si tratta di un sistema estensivo, adatto per matrici a bassa fermentescibilità, quali gli scarti verdi e quelli con elevata componente cellulosica. Tale sistema prevede solitamente un pretrattamento di condizionamento, cioè la triturazione del materiale, per aumentare la superficie a contatto con laria e la porosità della matrice. La matrice di partenza è disposta in lunghi cumuli, generalmente a sezione triangolare o trapezoidale, di altezza variabile; viene rivoltata periodicamente tramite macchine rivoltatrici in modo che il materiale interessato sia efficientemente aerato. Il rivoltamento consente il miscelamento dei materiali di partenza, ne riduce la pezzatura, ne facilita laerazione ne regola la temperatura, garantendo una sufficiente igienizzazione ed una omogenea stabilizzazione. I rivoltamenti sono più frequenti nel primo periodo cadenza giornaliera, nel quale lattività microbica è più intensa e si deve evitare laccumulo eccessivo di calore; successivamente, la stabilizzazione aumenta, e i rivoltamenti possono essere meno frequenti. Con questo metodo, la fase di compostaggio attivo dura solitamente da tre a nove settimane a seconda della natura del substrato di partenza e della frequenza dei rivoltamenti. Questo sistema di compostaggio estensivo può essere svolto anche allaperto, su terreno non cementato, in quanto i cumuli hanno la capacità di assorbire buon parte dellacqua piovana le acque di percolazione sono povere di composti azotati. Il compost che risulta dal processo è nutritivamente povero ma ha salinità contenuta questo aspetto è positivo per la valorizzazione nel mercato.



                                     

3.2. Tipologie di compostaggio Compostaggio in cumuli statici aerati

Si tratta di un sistema adatto al trattamento di biomasse ad elevata fermentescibilità, in particolare residui agroalimentari, caratterizzati da elevati impatti olfattivi o notevoli concentrazioni di composti azotati. Il materiale è posto in cumuli non movimentati, quindi il condizionamento, prima della formazione dei cumuli, è particolarmente importante. Lossigenazione avviene per mezzo di tubi diffusori in cui circola aria in forma passiva o forzata. Nel primo caso, lapparato di tubi bucherellati è posto sul basamento che ospita il cumulo sopra uno strato di compost maturo e termina allesterno del cumulo con estremità aperte; i tubi posizionati con i fori rivolti verso il basso per evitare rischi di ostruzione ed il drenaggio della condensa permettono la diffusione dellaria attraverso il profilo del cumulo e a processo ultimato vengono semplicemente rimossi. I cumuli non superano laltezza di 1-1.2 m, e possono essere ricoperti con uno strato coibentante di 10 cm circa, solitamente costituito da compost maturo, che assorbe anche le emissioni maleodoranti, Nel secondo caso, sono previsti apparati di tubi, anchessi opportunamente bucherellati, che costringono laria a passare forzatamente attraverso la matrice in compostaggio per aspirazione dalla superficie o per insufflazione nel substrato; i cumuli hanno solitamente altezza non superiore a 2.5 m.

                                     

3.3. Tipologie di compostaggio Compostaggio in bioreattori

È una tecnica di compostaggio di tipo intensivo, adatta al trattamento di biomasse a elevata fermentescibilità: frazioni umide domestiche, scarti mercatali e della ristorazione collettiva, fanghi civili e agroalimentari.

La prima fase del processo, la fase fermentativa più intensa, avviene in bioreattori di vario tipo:

  • Reattori chiusi: ad esempio, cilindri rotanti, silos e biocelle;
  • Reattori aperti: ad esempio, trincee dinamiche.

Questa fase prevede:

  • Controllo dei parametri in particolare la temperatura;
  • Ossigenazione: con sistemi di rivoltamento e ventilazione forzata, usate separatamente o in maniera combinata;
  • Ventilazione: preferibilmente, in aspirazione, per permettere la captazione e il trattamento dellaria di processo;
  • Raccolta e il trattamento dei percolati.
  • Condizionamento iniziale, con aggiunta di materiale strutturante solitamente lignocellulosico per conferire porosità e contenere lumidità;

La seconda fase, di biostabilizzazione aerobica vera e propria del materiale, avviene solitamente in uscita dai reattori, attraverso uno dei sistemi in cumulo.

                                     

4.1. Aspetti economici Costi e prezzi

Per dare una idea sui costi di un moderno impianto di compostaggio, si consideri che per costruire un impianto in grado di trattare 25.000 t/anno di rifiuti servendo un bacino di utenza di 400.000 abitanti, il costo è valutabile in 3.4 milioni di euro, cioè circa 130-140 € per tonnellata trattabile. Un impianto di tal genere richiede un tempo di costruzione e collaudo di 1 anno e garantisce una vita media di 15 anni.

I prezzi del compost variano in relazione al settore di destinazione e agli acquirenti interessati. In riferimento al compost vagliato e sfuso non confezionato, si passa da 2.5 euro/t massimi per il recupero ambientale a 2.5-10 euro/t per lagricoltura a pieno campo e a 10-20 euro/t per la paesaggistica e il florovivaismo. I privati cittadini possono acquistare compost venduto al dettaglio e miscelato ad altri componenti al prezzo di 30-40 euro/t.

                                     

4.2. Aspetti economici Produzione mondiale

I dati relativi ai quantitativi di rifiuti trattati in impianti di compostaggio in Italia nel periodo 1993-2004 indicano un picco di 2.824.000 t nel 2002, mentre nel 2004 il dato si è attestato a 2.669.000 t di rifiuti trattati con un valore di frazione organica ottenuta pari a 1.958.000 t, frazione che mostra una tendenza pressoché progressiva allaumento. Lincidenza percentuale del dato relativo al 2004 indica che il 5.4% del totale dei rifiuti è stato smaltito facendo ricorso al compostaggio.

                                     
  • di compostaggio più grande del Lazio, su www1.adnkronos.com. URL consultato il 19 Novembre 2019. Acea: al via il più grande centro di compostaggio della
  • EN 13432 stabilisce i Requisiti per imballaggi recuperabili mediante compostaggio e biodegradazione - Schema di prova e criteri di valutazione per l accettazione
  • condizioni di anaerobiosi. Si tratta di un processo differente rispetto al compostaggio che invece è strettamente aerobico. Convenzionalmente, in relazione
  • riguarda progetti di energia da fonti rinnovabili, in particolare biomasse, compostaggio e parchi eolici e il 37.4 il settore legato al ciclo di trattamento
  • Carrega, si estende per circa 17 ettari e comprende una stazione di compostaggio e un laboratorio per la ricerca e lo sviluppo sostenibile. La frazione
  • produttivi. I rifiuti possono avere origine industriale urbana o di altra natura. Tra i rifiuti industriali il vetro, suscettibili di riciclaggio, hanno
  • antinfortunistiche, se non rimaste di competenza delle ASL tramite gli ex PMP di compostaggio di allevamenti zootecnici radiotelevisivi e stazioni radio - base contaminati
  • detta Cavitàna Nel 2010 è entrato in funzione un moderno impianto di compostaggio La parte lucchese è maggiormente sviluppata, con numerose abitazioni
  • 2007a Gestione e controllo delle emissioni odorigene da impianti di compostaggio con tecniche analitiche. ECOMONDO 2007, pp. 73 - 78, ISBN 978 - 88 - 387 - 3979 - 8
  • strada della rete fognaria come la carta igienica o dei centri di compostaggio come stoviglie ed altri prodotti in bioplastica Il monouso comporta

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