Pubblicato il 2022-11-07

Trattamento della FORSU all’interno della BioPiattaforma. Dall’umido al biogas, un approfondimento tecnico

A partire dal novembre 2022 la linea per il trattamento della FORSU, all’interno della BioPiattaforma, vedrà l’avvio. Il progressivo incremento nel trattamento dei rifiuti organici raggiungerà nei prossimi mesi una condizione di regime pari a 10 camion di umido, in direzione della linea FORSU, su base giornaliera.

 

Il biometano prodotto, che sarà direttamente immesso a bassa pressione nella rete di distribuzione, risulterà avere un volume complessivo di 2,79 milioni Sm³, metri cubi standard, su base annua.

 

La BioPiattaforma, i fanghi di depurazione e il trattamento della FORSU


La BioPiattaforma gestita da ZeroC prevede attualmente due linee di trattamento: una dedicata ai fanghi di depurazione, che permetterà di ottenere calore, energia elettrica e fertilizzanti a partire dai fanghi di scarto dalla depurazione delle acque, e una dedicata alla FORSU (Frazione Organica dei Rifiuti Solidi Urbani), che permetterà la conversione in biometano di ciò che comunemente chiamiamo “umido” o “rifiuti organici”.

 

La fase esecutiva della BioPiattaforma ha visto l’integrazione di diverse e specifiche varianti migliorative, grazie alle quale saranno possibili:

 

Questo efficientamento rafforzerà il ruolo della BioPiattaforma nell’ambito del progetto Circular Biocarbon, che vede accanto all’Italia altri Paesi partner europei quali Spagna, Danimarca, Francia e Germania.

 

Trattamento della FORSU, un percorso per sezioni
 

Nel loro percorso lungo la linea per il trattamento della FORSU all’interno della BioPiattaforma, i rifiuti organici raccolti nei Comuni di Cinisello Balsamo, Cologno Monzese, Cormano, Pioltello, Segrate, Sesto San Giovanni attraversano diverse sezioni. Dalla fossa di scarico, in cui vengono depositati i rifiuti organici all’ingresso della linea, fino all’immissione del biometano nella rete a bassa pressione UNARETI, le tappe del trattamento sono costituite dalle sezioni di:

  • ricezione e pesatura
  • pretrattamento della frazione organica
  • digestione anaerobica
  • disidratazione del digestato
  • raffinazione del biogas per l'ottenimento del biometano
  • trattamento dell’acqua derivante dal processo di digestione
  • abbattimento degli odori

 

Il biometano ottenuto viene infine immesso a bassa pressione nella rete di distribuzione UNARETI.

L’intero impianto è vigilato da un sistema di controllo e monitoraggio, che rende possibile la supervisione, l’automazione e l’ottimizzazione delle fasi di processo. Si lavora in un contesto di estrema sicurezza e la presenza di personale, nelle diverse macchine per la conduzione dell’impianto, è ridotta al minimo.

 

Grazie poi all’attività di biofiltri verrà operata un’azione di deodorizzazione dell’aria all’interno della linea di trattamento della FORSU.

 

image_landscape_10.jpg

Rendering della futura BioPiattaforma

 

Trattamento della FORSU: dalla raccolta dell’umido alla miscelazione
 

Il percorso di produzione di biometano prende l’avvio, all’interno della BioPiattaforma, da camion che trasportano i rifiuti organici raccolti nei Comuni Soci di ZeroC. L’attivazione della linea del trattamento della FORSU, dal novembre 2022, vedrà una condizione di regime pari a 10 camion che, su base quotidiana, trasporteranno l’umido dai territori comunali alla BioPiattaforma.

 

I sacchi di umido faranno il loro ingresso nella linea di trattamento della FORSU e verranno pesati e registrati per poi essere depositati in un’avanfossa. Il passaggio successivo vedrà in azione delle macchine chiamate lacerasacchi, che servono ad aprire i sacchi che contengono i rifiuti umidi.

 

Entrerà poi in azione una calamita di deferrizzazione per la raccolta e l’eliminazione di ogni possibile materiale ferroso presente all’interno della frazione umida. L’umido così ripulito potrà poi passare alla fase di lavorazione in polpa, seguita da un processo di separazione in:

  • frazione pesante, che contempla la presenza di vetri, ossa, metalli o gusci di frutti di mare
  • frazione leggera, costituita invece da pezzi di plastica, ad esempio, o porzioni di sacchetti.

 

La polpa così separata viene versata all’interno di una vasca di omogeneizzazione, dove avviene la miscelazione della polpa. La vasca di omogeneizzazione si trova al centro dei due digestori, definibili come grandi cisterne ermeticamente chiuse, dentro le quali accadrà il processo biologico di digestione anaerobica.

 

Dalla digestione anaerobica al biometano

 

Si è arrivati al momento in cui la polpa, ora separata dalle frazioni spurie e opportunamente omogeneizzata, può affrontare la digestione anaerobica che avrà come esito la produzione di biogas.

Affinché dalla polpa si ricavi biogas è necessario un tempo di 20 giorni. Sono due i digestori della BioPiattaforma in cui avviene la cosiddetta digestione anaerobica termofila, ad una temperatura di 55°C. La digestione anaerobica è un processo biochimico durante il quale le sostanze organiche complesse, in questo caso l’umido, vengono sottoposte a fermentazione per mezzo di batteri anaerobici.

La digestione è definita anaerobica perché avviene in un ambiente privo di ossigeno. Durante i 20 giorni all’interno dei due digestori, i batteri anerobici trasformano il carbonio organico presente nell’umido in biogas. Il processo di digestione anaerobica attraversa quattro fasi, e per ognuna delle fasi intervengono specifici batteri anaerobici. Le quattro fasi sono:
 

  • idrolisi, che vede la scissione delle molecole organiche presenti nella polpa in composti più semplici, come gli aminoacidi
  • acidogenesi, in cui il processo di scissione prosegue fino alla creazione di acidi grassi volatili
  • acetogenesi, passaggio nel quale la scissione delle molecole semplici appena create porta alla produzione di idrogeno, anidride carbonica e, soprattutto, acido acetico
  • metanogenesi, che determina la produzione di metano, anidride carbonica e acqua.

 

Il biogas così ricavato viene raccolto in una vasca di post-digestione (digestore secondario con cupola gasometrica).

 

Dal biogas al biometano per mezzo dell’upgrading


Il biogas, che in estrema sintesi si può dire ottenuto da un processo di fermentazione controllata, ha solitamente una percentuale di metano ricompresa tra il 50% e il 70%. La rimanente parte risulta essere sostanzialmente anidride carbonica oltre a contenere percentuali molto basse di azoto, idrogeno, ossido di carbonio e idrogeno solforato.

 

L’ultima azione necessaria alla produzione di biometano prende il nome di upgrading, termine che potrebbe essere tradotto in raffinazione. L’upgrading avviene dentro delle torri di desolforizzazione, si tratta dunque di eliminare l’idrogeno solforato, H2S. Questa azione viene compiuta per mezzo di membrane a fibra cava e un setaccio molecolare che consente l’esclusivo passaggio, in uscita, di biometano.

 

Il biometano, dopo tre passaggi di separazione e sottoposto ad analisi qualità attraverso dei gascromatografi, in collaborazione con UNARETI, è puro al 98% ed è pronto per essere immesso nella rete di distribuzione. Il biogas ottenuto attraverso il trattamento della FORSU è del tutto identico e indistinguibile rispetto al metano naturale.

 

Questa identità non deve comunque far passare in secondo piano un aspetto fondamentale del biogas. Il biogas è infatti una fonte di energia rinnovabile mentre il gas naturale è un combustibile fossile esauribile alla stessa stregua del petrolio, ad esempio, o del carbone.

 

Esito del digestato e varianti migliorative nella linea del trattamento della FORSU


Come residuo della digestione anaerobica, si accennava, si ha il digestato, che viene separato dalla sua parte liquida ed in forma di terriccio viene trasportato fuori dalla BioPiattaforma per essere trattato in un impianto esterno di compostaggio. Si verificheranno inoltre, in collaborazione con il CIC (Consorzio Italiano Compostatori), le caratteristiche del separato solido del digestato prodotto perché possa essere classificato come fertilizzante ai sensi del nuovo regolamento europeo sui fertilizzanti.

 

In conclusione, può essere utile indicare come, durante la fase di progettazione esecutiva e realizzazione della linea per il trattamento della FORSU, sono state implementate alcune varianti migliorative non sostanziali. Nello specifico sono stati installati:

  • dei dissabbiatori idrociclonici, che permettono di avere una migliore qualità di umido destinata alla produzione di biogas
  • due miscelatori con tecnologia a getto di biomassa, che massimizzano la produzione di biogas.

 

La produzione annua, inizialmente prevista in 2,34 milioni Sm³, attualmente risulta essere stimata in 2,79 milioni Sm³ annui. L’incremento complessivo in termini percentuali si assesta quindi sul 20%, con una portata oraria ora prevista è di 318 Sm³/h.

 

Si tratta di numeri di estremo valore, che specificano i benefici della BioPiattaforma. Per tradurre con un esempio concreto queste cifre, basti pensare che il biometano prodotto in un anno dalla BioPiattaforma può alimentare 2.200 automobili utilitarie, come la Panda, permettendo loro di percorrere 15.000 km annui.