Valutazione di un sistema integrato per il recupero di energia e la prosuzione di ammendanti da FORSU

La gestione dei rifiuti è uno dei problemi più urgenti a livello mondiale, recentemente ci si è focalizzati sul riciclaggio e sulla valorizzazione degli stessi. L'obiettivo del presente lavoro è stato quello di valutare un sistema di trattamento della frazione organica dei rifiuti solidi urbani (FORSU) finalizzato al recupero di energia e alla produzione di ammendanti. Tale sistema si compone di più sezioni: pretrattamento FORSU, digestione anaerobica, cogenerazione, centrifugazione del digestato, compostaggio e sistema di evaporazione sottovuoto del digestato. Il sistema riceve 32000 t/anno di FORSU, restituisce circa 77400 t/anno di digestato e 4800 t/anno di biogas. La potenza complessiva dei cogeneratori è di 990 kW elettrici e 1632 kW termici. Il sistema di evaporazione è un prototipo in fase di ottimizzazione, installato per cercare una soluzione al problema della gestione del digestato attraverso la riduzione del suo volume. Inoltre, permette di produrre un concentrato che può acquisire la qualifica di prodotto e un distillato potenzialmente impiegabile in sostituzione dell'acqua per mantenere la fluidità della massa nel digestore. L'efficienza del sistema è stata verificata in diverse condizioni operative grazie a campionamenti periodici e analisi di laboratorio. È stata effettuata un'analisi di larga massima di carattere economico sulla gestione del digestato. Inoltre, sono state condotte delle prove sperimentali sull'utilizzo del concentrato come fertilizzante in ambito agrario. L'efficienza di degradazione della sostanza organica dell'impianto di digestione è risultata mediamente del 66%. L'efficienza di separazione dell'evaporatore è modulabile attraverso l'impostazione dei parametri operativi. In media, il concentrato risulta il 15% in massa del digestato ed ha le seguenti caratteristiche: pH=5,62; ST=34,51%; SV=79,63% sui ST. È stato osservato l'aumento della concentrazione di sostanza secca e nutrienti nel concentrato all'aumentare della pressione di ricircolo della torre evaporativa. Attualmente, l'evaporatore porta ad un risparmio del 6% circa sui costi di gestione e smaltimento del digestato. Sulla base dell'energia termica disponibile, sarebbe possibile ampliare l'impianto aggiungendo due torri evaporative, con una riduzione dei costi del 18% circa. I parametri chimico-fisici del digestato mostrano un elevato contenuto di azoto, favorevole all'ipotesi di impiego come fertilizzante. Tuttavia, alcuni valori risultano superiori ai valori limite stabiliti dalla normativa in materia di utilizzo dei fanghi in agricoltura. Le prove di fertilizzazione hanno evidenziato che: i cereali possono beneficiare dell'applicazione di concentrato fino a dosi di 5000 kg/ha (circa 110 kgN/ha equivalenti), per le colture orticole dosi maggiori di 2500 kg/ha (circa 55 kgN/ha equivalenti) risultano depressive, per le colture ornamentali vi è un manifesto effetto di mortalità. Il concentrato è repressivo nei confronti di funghi del genere Rhizoctonia. I risultati confermano i vantaggi della digestione anaerobica nei processi di gestione della FORSU. L'evaporazione sottovuoto è risultato un metodo di trattamento del digestato potenzialmente efficace e vantaggioso dal punto di vista economico ed ambientale, infatti contribuisce all'efficiente utilizzo del calore residuo nell'impianto di cogenerazione e alla riduzione del consumo di combustibili fossili necessari al trasporto del digestato. Studi futuri consentiranno di individuare i principali parametri in grado di migliorare, anche attraverso una corretta gestione del sistema, le caratteristiche agronomiche del prodotto concentrato.