Seminario «AVANTI GLI AVANZI: trasformare lo spreco in risorsa» Produzione di Biofuel mediante digestione anaerobica della frazione organica del rifiuto solido urbano Gottardo Marco Dipartimento di Scienze ambientali, Informatica e Statistica – DAIS Ca’Foscari - Venezia Via Torino, Campus Scientifico 27 novembre 2014
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Seminario «AVANTI GLI AVANZI: trasformare lo spreco in risorsa»
Produzione di Biofuel mediante digestione anaerobica della frazione organica del rifiuto
solido urbano
Gottardo Marco Dipartimento di Scienze ambientali, Informatica e Statistica – DAIS Ca’Foscari - Venezia
Via Torino, Campus Scientifico 27 novembre 2014
Quale trattamento per la frazione organica del RSU?
• Incenerimento? NO
• Discarica? NO
• Compostaggio? SI…
La FORSU da raccolta differenziata ha un potere calorifico estremamente basso, a causa del fatto che e’ composta almeno dal 75 % da acqua.
Il deposito in discarica della frazione organica del rifiuto solido urbano comporta produzioni massive di percolato altamente inquinante e flussi di biogas non completamente intercettabili, con un potere gas serra (GWP) 21 volte maggiore a quello della CO2.
Il compostaggio è un processo in netta perdita energetica.
Il compostaggio è un processo che permette di produrre fertilizzante per uso agricolo.
… MA NON DA SOLO.
• Minimizza l’impatto che il settore rifiuti esercita sull’ambiente.
• Recupero di Energia Rinnovabile:
BIOGAS (55-65% CH4 – 45-35% CO2)
Si svolge in reattori chiusi ove le emissioni nell’aria sono significativamente ridotte e più facili da controllare rispetto alle altre metodologie di trattamento
Dato il suo elevato potere calorifico (4,500 Kcal/m3 – 6,500 Kcal/m3), può essere convenientemente convertito in quasi tutte le forme di energia utili: calore, elettricità e cogenerazione.
• Digestione Anaerobica? SI
Quale trattamento per la frazione organica del RSU?
Integrazione impiantistica aerobico/anaerobico
L’integrazione dello step di trattamento anaerobico con lo step di trattamento aerobico può essere ottenuta secondo diverse modalità.
Pretrattamenti Digestione anaerobica
Filtrazione
Compostaggio
FORSU
Prodotto finale
Acqua
Fango
Acqua e CO2
Biogas
Integrazione impiantistica aerobico/anaerobico
L’integrazione dello step di trattamento anaerobico con lo step di trattamento aerobico può essere ottenuta secondo diverse modalità.
Pretrattamenti Digestione anaerobica
Filtrazione
Compostaggio
FORSU
Prodotto finale
Acqua
Fango
Acqua e CO2
Biogas
Spremuta di FORSU
Frazione secca
Screw Press
Compostaggio
Digestione anaerobica
20 – 30 % in peso
70 – 80 % in peso
Processo integrato Acque reflue - FORSU
L’integrazione dei cicli di trattamento delle acque reflue e dei rifiuti è stata proposta da Cecchi et al. (1994) e prevede due scenari:
• Uno più semplice, che fa riferimento al solo concetto di CODIGESTIONE di due matrici organiche, nel caso specifico la FORSU ed i fanghi prodotti dall'impianto
• L'altro, più generale, che include anche la fermentazione anaerobica della frazione organica umida di RSU (AF) e la cristallizzazione del fosforo in un reattore a letto fluido (SCP).
Codigestione Anaerobica
Diversi studi hanno evidenziato che il trattamento simultaneo di più substrati organici, via digestione anaerobica, permette diversi benefit al processo, in
particolare:
• migliori rapporti tra i diversi nutrienti, • effetti sinergici tra differenti gruppi microbici,
• maggiori carichi di sostanza organica biodegradabile, • migliori rese di biogas.
ESEMPIO: Il “Sistema Treviso”- rendimenti:
Unità di misura Senza FORSU Con FORSUGPR m3/m3d 0.07 0.32SGP m3/KgTVS 0.22 0.4Biogas m3/mese 4,500 19,345
Processo BNR e Carbonio esterno
Il rapporto COD/Ntot è il parametro più significativo per valutare l’ idoneità del refluo in ingresso impianto a supportare il processo di rimozione biologica dei nutrienti.
L’uso di carbonio esterno è ampiamente diffuso per equilibrare le caratteristiche dei reflui ed aumentare le prestazioni dei processi e quindi garantire un effluente conforme ai limiti di legge; ciò specialmente quando si ha variabilità delle caratteristiche nella rete fognaria
La fermentazione anaerobica della FORSU si è dimostrato un processo in grado di produrre un fermentato con alto contenuto di acidi grassi volatili (fino a 15 g/l)