IL TRATTAMENTO DEI RIFIUTI SOLIDI URBANI (RSU) NON DIFFERENZIATI ATTRAVERSO IL

PROCESSO ZENC (ZERO EMISSION – NO COMBUSTION)

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TRATTAMENTO DEI RIFIUTI SOLIDI URBANI (RSU) NON DIFFERENZIATI ATTRAVERSO IL

PROCESSO ZENC (ZERO EMISSION – NO COMBUSTION)

Introduzione Con il Processo Zenc i rifiuti da problema diventano una risorsa per le comunità

locali. Ciò è dovuto al fatto che ZENC impiega le più moderne tecnologie per lo

smaltimento dei rifiuti con un impatto ambientale irrilevante, associato al più elevato

recupero della materia prima sotto forma di riciclaggio. Il processo in nessuna sua

fase brucia i rifiuti e pertanto non presenta nessuno degli inconvenienti

ascrivibili ai termovalorizzatori/inceneritori.

Il processo ZENC associa a queste esclusive caratteristiche un ridotto tempo di

realizzazione, con la possibilità di raggiungere capacità di smaltimento

progressivamente più elevate attraverso l’integrazione di linee di trattamento

modulari.

Il processo non necessita di raccolta differenziata e di preselezione: esso smista,

lava e separa i rifiuti solidi urbani non differenziati, restituendo plastica, metalli

ferrosi e non ferrosi, compost per l’agricoltura, acqua pulita ed igienizzata e un gas

sintetico biologico, composto essenzialmente da metano, utilizzabile per la

produzione di energia elettrica.

L’impianto ZENC permette di trattare rifiuti solidi urbani, scarti di macellazione e

alimentari, residui agro forestali e fanghi di impianti di trattamento acque,

consentendo di recuperare il 90% del materiale trattato, senza rilasciare in atmosfera

gas serra e senza produrre cattivi odori.

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Il processo ZENC non è un prototipo in fase sperimentale, ma è una realtà

industriale affermata e consolidata, di cui esistono impianti perfettamente

funzionanti da diversi anni (visibili e visitabili) e/o in progettazione o in

costruzione in Israele, negli USA, in Scozia, in Australia, ecc.. Il processo tratta i rifiuti solidi urbani non differenziati, restituendo Biogas

(contenente fino all’80% di Metano), compost ed acqua pulita ed igienizzata. Tale

sistema di tipo modulare, può smaltire fino a 200 t/giorno, ed evita la necessità di

raccolta differenziata dei rifiuti (con gli immaginabili vantaggi), permettendo il

recupero dagli stessi di materiale riciclabile quale vetro, metalli ferrosi e non, e

plastica.

Materiale organico

Materiale inorganico

Compost

- Metalli ferrosi - Metalli non ferrosi - Vetro

Biogas

Acqua

Plastica

Processo ZENC

Output differenziato

Trasporto RSU non differenziati

I rifiuti solidi urbani tal quali, provenienti dalla raccolta non differenziata ,vengono

immessi nell’impianto ZENC all’interno di una vasca di accoglienza con particolari

dispositivi di separazione. In essa avviene una prima differenziazione di tipo idro-

meccanica basata su un principio gravimetrico secondo cui, essendo i materiali

inorganici, come metalli, vetro e materiale inerte, più pesanti dell’acqua, precipitano

sul fondo. Quindi attraverso diversi processi brevettati, basati principalmente su vagli

e su separazione elettromagnetica, avviene la differenziazione rispetto ai materiali

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organici e a quelli di plastica. Il materiale rimasto sul fondo dopo tali operazioni

viene nuovamente rimescolato con i materiali organici e viene nuovamente vagliato e

separato fornendo come scarto circa il 5% (sul peso iniziale) di rifiuti inerti.

Il materiale organico misto alla plastica precedentemente separato viene spedito

attraverso una condotta in una spezzettatrice dove inizialmente viene lasciato in

ammollo per fargli assorbire più acqua possibile. Dal momento che la plastica non

assorbe, questa tenderà a portarsi in alto, mentre il materiale organico precipiterà per

gravità. E’ così possibile effettuare l’ultima separazione e recuperare la plastica da

utilizzare per il riciclo.

A questo punto del processo rimane una poltiglia contenente sostanze biodegradabili

ancora da trattare e che verranno spedite ai processi di trattamento dell’organico nei

quali subiranno trattamenti biochimici che restituiranno come risultato fertilizzante

(Compost), acqua igienizzata e biogas.

Nel complesso il processo consente di recuperare fino al 90% del materiale immesso

nell’impianto senza inquinare e senza produrre cattivi odori.

Un impianto da 70.000 t/anno, dimensionato per smaltire i rifiuti di circa 100.000

persone, è in grado di produrre 7.000.000 Nm3/anno di metano (ovvero 100

Nm3/trifiuti). L’elevato rendimento di trasformazione del rifiuto in metano fa sì che il

compost che si ottiene altamente stabilizzato. La quantità di gas che è possibile

ottenere è sufficiente ad alimentare una centrale con MCI di circa a 2,5 MW, che,

operando per 7.500 ore/anno è in grado di coprire i consumi di almeno 13.000

persone, ovvero del 13% di coloro che hanno prodotto i rifiuti di partenza. Tale

produzione di energia elettrica è da considerarsi a bilancio di CO2 nullo in quanto il

biogas viene ottenuto dalla digestione anaerobica di materiale organico, che pertanto,

all’inizio del proprio ciclo vitale, aveva assorbito la CO2 che viene restituita poi in

atmosfera durante il processo di produzione dei Energia elettrica (trattasi pertanto di

produzione di energia da fonte rinnovabile reale e non assimilata); di conseguenza

l’adozione di un impianto ZENC consente di evitare l’immissione in atmosfera di

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30.000 tCO2 se in assetto cogenerativo o 20.000 tCO2 producendo solo energia

elettrica, che altrimenti si immetterebbero utilizzando fonti fossili.

A tale ragguardevole quantità di CO2 evitata, vanno anche computate in aggiunta le

mancate esalazioni di CH4 (metano) che si avrebbero se i rifiuti venissero conferiti in

discarica, a seguito dei normali processi di decomposizione della materia organica

operati dai batteri. Una tonnellata di rifiuti può arrivare a produrre, durante tutto il

processo di decomposizione, fino a 9 Nm3 di biogas; pertanto se le 70.000 t di rifiuti

trattate dall’impianto ZENC venissero conferite interamente in discarica, si avrebbero

circa 475 t di biogas con contenuto di metano di circa l’80%. Considerando che, in

termini di effetto serra, ad una tonnellata di metano ne corrispondono 21 di anidride

carbonica, si avrebbero ulteriori 8.000 tCO2eq; pertanto lo smaltimento dei rifiuti con

un impianto ZENC consente di evitare complessivamente fino a 38.000 t di CO2eq.

Immagini del processo in vasca di selezione

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RISULTATI DEL PROCESSO DI SELEZIONE AL TERMINE DELLA PRIMA FASE.

PLASTICHE E PET

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RISULTATI DEL PROCESSO DI SELEZIONE AL TERMINE DELLA PRIMA FASE

MATERIALI FERROSI E NON FERROSI

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Nella seconda sezione dell’impianto il liquido viene mandato in una serie di reattori

nei quali avviene la trasformazione in biogas ad alto rendimento per opera batteri

specializzati. In particolare il processo è diviso in due fasi:

• nella prima, in atmosfera controllata, intervengono batteri che trasformano gli

zuccheri in alcol e demoliscono le molecole più complesse. Queste

successivamente vengono idrolizzate biologicamente nei loro componenti più

semplici;

• nella seconda la digestione anaerobica avviene a temperatura controllata. al

termine del processo si ottengono compost altamente stabilizzato e biogas ad

elevato contenuto di metano.

Sezione del reattore UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)

Durante la digestione anaerobica il materiale organico viene

trasformato in CH4 e in CO2, mentre l’acqua, non partecipando alla

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reazione, rimane in forma liquida come scarto. Tale acqua viene poi

espulsa dal bioreattore con l’arrivo di nuovo materiale organico da

trattare e pertanto recuperata ai fini del processo, come acqua di

recupero per la vasca di selezione di inizio processo.

VISTA ANTERIORE DELL’IMPIANTO

In figura sono visibili la vasca di decantazione (a), nella quale avviene l’eliminazione di

sabbia e terra dai rifiuti, il ciclone di separazione delle pellicole di plastica (b), il vaglio (c)

e la postazione di controllo (d).

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VISTA POSTERIORE DELL’IMPIANTO

Il flusso di materiale organico entra inizialmente nel bioreattore acidogenico (a) per

diverse ore di trattamento preliminare. Qui alcune sostanze come gli zuccheri vengono

prontamente metabolizzate e trasformate in alcol dai batteri, mentre le molecole più

complesse vengono idrolizzate biologicamente nei loro componenti più semplici (cellulosa

in zuccheri, grassi in acido acetico). Il flusso ricco di tali metaboliti entra nel UASB (b) un

bioreattore a fanghi coperti specificamente progettato. La miscela di granuli di materiale

biologico ed acqua vengono trasferiti in un serbatoio di decantazione (c), il tutto viene poi

pompato verso l’elemento di separazione/preparazione da dove, a seconda delle necessità,

viene mandato come acqua di recupero nella vasca di separazione o al serbatoio di pulizia

(d). L’acqua può essere o accumulata (e) o utilizzata direttamente per l’irrigazione; la

parte solida viene essiccata per essere utilizzata come fertilizzante. La temperatura ideale

di funzionamento dei bioreattori è di circa 35°C, temperatura alla quale si arriva bruciando

in caldaia parte del biogas ottenuto dal processo; la maggior parte del biogas può essere

impiegata per alimentare centrali per la produzione di energia elettrica.

Nella gassificazione del materiale organico viene liberata l’acqua in esso contenuta, che

viene rilasciata in forma liquida. I granuli vengono mantenuti in sospensione e tenuti sotto

coperta dal ribollire del gas.

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Riepilogo sintetico delle caratteristiche del processo ZENC

• Permette di recuperare fino al 90% dei rifiuti; • Non richiede la differenziazione dei rifiuti a monte; • Impianto modulare facilmente ampliabile; • Produce biogas (~70-80% CH4) utilizzabile per la produzione di energia

elettrica e per i mezzi di trasporto municipali; • Recupera e pulisce plastica, metalli e vetro; • Costi più bassi delle altre tecnologie; • Assenza di odori nauseanti o inquinamento di aria, acqua e terreno; • Nessuna necessità di utilizzare processi di combustione; • Produce compost (fertilizzante) di alta qualità e stabilizzato; • Capacità dell’impianto: 200 t/g incrementabili di 100 t/g con ogni modulo

aggiuntivo; • Superficie occupata: 8.000 m2 per un impianto da 70.000 tonnellate all’anno; • Produzione di Biogas: circa 30.000 m3/giorno.

CONFRONTO CON ALTRI SISTEMI DI TRATTAMENTO DEI RIFIUTI

Ricavi da riciclo Inquinamento Costo

ZENCInterramentoInceneritorePirolisiCompostaggioDigestione anaerobica

Raffrontato con gli altri sistemi industrialmente diffusi il processo ZENC risulta

avere in assoluto i migliori parametri di ricavi e di costo a fronte di

inquinamento pressoché irrilevante e comunque enormemente inferiore a quello

provocato da lle altre tecnologie concorrenti.

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Il Prof. Mel Finstein dell’Università del Massachusetts, incaricato dalla

municipalità di New York di confrontare in uno studio le odierne

tecnologie di gestione dei rifiuti, ha definito come auspicabile l’adozione

del processo ZENC nella città di New York nell’ottica di riuscire a

massimizzare il recupero dei rifiuti, migliorandone l’attuale gestione, e

minimizzarne l’impatto ambientale.

La tecnologia ZENC è stata dichiarata una delle due migliori tecnologie

disponibili nel campo dei rifiuti dalla Waste Management Inc. USA, e

dalla Santa Barbara County Waste Association.

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