Il trattamento fisico dei rifiuti
Dicembre 15, 2023 Gestione rifiuti Nessun commento

Nell’articolo di questo mese verrà presentata una breve panoramica sugli impianti di trattamento chimico-fisico dei rifiuti solidi e liquidi.

IMPIANTI DI TRATTAMENTO CHIMICO-FISICO DI RIFIUTI SOLIDI E LIQUIDI


Il settore del trattamento dei reflui, che siano essi solidi o liquidi, è un settore piuttosto complesso data la diversità delle tipologie di trattamento e delle soluzioni impiantistiche che possono essere impiegate.

L’efficacia di un sistema di trattamento chimico-fisico è determinata dalle caratteristiche specifiche del rifiuto trattato e del processo di trattamento scelto.

Nelle fasi di progettazione e costruzione di impianti di questo tipo, diversi sono gli aspetti da tenere in considerazione: gli obiettivi del processo, le singole fasi operative e le reazioni chimiche previste con annesse prove laboratoriali, un sistema di monitoraggio costante e il collocamento dei reattori in ambienti confinati per evitare contaminazioni ed emissioni nei centri circostanti.

Nonostante la specificità di ogni impianto, è possibile definire come configurazione generale di un sistema di trattamento chimico-fisico un sistema che prevede:

  • una zona di conferimento ed eventuale stoccaggio dei rifiuti in ingresso;
  • un’area di pretrattamento dei rifiuti: omogenizzazione (se l’impianto tratta diversi tipi di rifiuti), vagliatura, disidratazione meccanica, macinazione di materiali grossolani, umidificazione di rifiuti polverosi, trattamenti di decianurazione, riduzione dei composti solubili;
  • un’area di processo: qui avvengono i principali processi di trattamento chimico-fisico;
  • un’area di post-processo: dove il rifiuto viene stabilizzato, vengono gestiti gli scarti e lo smaltimento dei rifiuti non recuperabili;
  • una zona di stoccaggio per il rifiuto trattato.


Un sistema di trattamento chimico-fisico può funzionare in continuo (quando i flussi in ingresso sono elevati) o in discontinuo (indicato per i flussi di rifiuti con composizione e reattività molto variabili).

Impianti di trattamento chimico-fisico per rifiuti liquidi

Gli impianti di trattamento chimico-fisico ricevono fanghi o rifiuti in forma liquida con un contenuto d’acqua pari a circa l’80% e rimuovono gli inquinanti contenuti nel flusso in ingresso attraverso processi chimici (ossidazione, riduzione, neutralizzazione) e/o attraverso processi fisici (filtrazione, sedimentazione, distillazione, scambio ionico…). Gli impianti considerati possono essere dedicati al trattamento di soli rifiuti liquidi o al trattamento di rifiuti liquidi combinati con acque di scarico; in quest’ultimo caso si parla di impianti “misti”.

Generalmente un impianto di trattamento per rifiuti liquidi è associato ad aree di stoccaggio dei rifiuti (prima e dopo l’area di trattamento) e ad una successiva sezione di trattamento biologico, di cui abbiamo parlato nell’articolo precedente, prima dello scarico finale.

Per il trattamento dei rifiuti vengono impiegati reattori batch dove è possibile inserire e dosare gli additivi/reagenti necessari per:

  • Separazione meccanica dei componenti non solubili: sedimentazione/flocculazione, flottazione, filtrazione, microfiltrazione e separazione delle frazioni oleose.
  • Separazione chimico-fisica dei composti solubili non biodegradabili: precipitazione, scambio ionico, osmosi, ossidazione e riduzione, estrazione con solvente, adsorbimento, distillazione, evaporazione, elettrodialisi.


Di seguito una breve descrizione delle tipologie di separazione più impiegate:

  • Sedimentazione e precipitazione: sfruttano l’azione gravitazionale grazie alla quale le particelle si posizionano sul fondo del reattore, in alcuni casi è prevista l’aggiunta di agenti “flocculanti”;
  • Filtrazione: il fluido viene fatto passare attraverso filtri specifici che bloccano il materiale solido;
  • Osmosi: è la tecnica impiegata per la separazione di sali e molecole organiche solubili dell’acqua, sfrutta la differenza di pressione sui due lati della membrana impermeabile al soluto;
  • Flottazione: grazie all’aggiunta forzata d’aria nel reattore le particelle solide sono portare verso l’alto;
  • Adsorbimento: sfrutta carboni attivi per intrappolare composti organici disciolti a bassa solubilità;
  • Ossidazione: impiegata soprattutto in presenza di composti organici non biodegradabili e sostanze tossiche, prevede l’utilizzo di agenti chimici a base di cloro o perossidi;
  • Evaporazione e distillazione: consentono la separazione dei composti più volatili mediante ebollizione e condensazione dei vapori.

Impianti di trattamento chimico-fisico per rifiuti solidi

Se la struttura generale di un impianto di trattamento per rifiuti solidi è pressoché uguale, i processi di trattamento chimico-fisico per rifiuti solidi sono classificati come segue:

  • Inertizzazione (trattamenti termici, stabilizzazione e solidificazione);
  • altri trattamenti (estrazione e separazione, desorbimento termico, disidratazione dei fanghi e separazione meccanica).

Di seguito alcune tipologie di trattamento chimico-fisico per rifiuti solidi più impiegate.

  • Estrazione e Separazione: in questo caso il contaminante (PCB, pesticidi, metalli pesanti) viene allontanato dal rifiuto in ingresso nel sistema di trattamento con l’ausilio di un mezzo estraente. Il mezzo di estrazione, a contatto con la matrice contaminata, andrà a separare i due elementi. Una volta avvenuta l’estrazione è possibile inviare il contaminante ad un sistema di concentrazione e trattamento con il duplice fine di trattare il contaminante e recuperare il mezzo di estrazione;
  • Trattamento termico: viene impiegato soprattutto per la rimozione di contaminanti organici volatili o semi-volatili, PCB e diossine. Le alte temperature consentono la fusione del rifiuto, pronto per la successiva vetrizzazione e ceramizzazione;
  • Separazione meccanica: questo tipo di trattamento consente di ridurre massa e volume del rifiuto da smaltire. La separazione prevede i seguenti passaggi: pressatura-triturazione-vagliatura- rimozione dei metalli-omogenizzazione. Con questo processo, quindi, da una parte è possibile recuperare parte del materiale trattato (come gli elementi ferrosi) dall’altra è possibile evitare l’ulteriore immissione nell’ambiente di metalli pesanti;
  • Inertizzazione (solidificazione e stabilizzazione): si tratta di processi impiegati soprattutto in presenza di rifiuti pericolosi. Grazie all’impiego di additivi che legano le sostanze pericolose e le rendono inerti, infatti, è possibile ridurre il rilascio di sostanze tossiche. I reagenti/additivi impiegati possono essere di tipo organico (sostanze termoplastiche, polimeri organici) o inorganico (cemento, calce, argilla).
  • Disidratazione dei fanghi: eliminare l’acqua dai fanghi, con l’impiego di presse, centrifughe o filtri, consente di concentrare il materiale da smaltire e produrre un materiale solido rinviato a vasche di trattamento.
  • Desorbimento termico: sfrutta l’azione degli essiccatori che, ad alte temperature, consentono la vaporizzazione del contaminante. È impiegato per rimuovere i composti volatili da terreni, fanghi e sistemi filtranti mentre risulta inefficace per i composti inorganici.

Gli stessi impianti di trattamento, come abbiamo visto, producono reflui che vanno gestiti al fine di evitare la contaminazione circostante. L’impermeabilizzazione del sito, sistemi separati di drenaggio delle acque e sistemi di monitoraggio e controllo periodici sono alcune delle precauzioni di cui un sistema di trattamento di questo tipo deve tenere conto in fase progettuale.

Gli effluenti di processo, però, possono anche essere interessanti dal punto di vista del riutilizzo. Di seguito alcuni esempi:

  • CDR (combustibile derivato da rifiuti): rifiuti combustibili utilizzati nei termovalorizzatori
  • Compost: ammendante per usi agricoli
  • Materiali ferrosi e alluminio (industria siderurgica e metallurgica)

Concludendo, il fine principale degli impianti di trattamento chimico-fisico è quello di trattare i rifiuti in ingresso, modificandone le caratteristiche chimico-fisiche, per garantire il successivo smaltimento in sicurezza, evitando la dispersione dei contaminanti nell’ambiente.

L’applicazione di una tecnica piuttosto che un’altra è fortemente influenzata dalla tipologia dei rifiuti trattati, dalle caratteristiche dell’impianto, ma anche dalle condizioni locali in cui l’impianto viene installato.


Fonti:
“Linee guida relative a impianti esistenti per le attività rientranti nelle categorie IPPC”, Arpa, Cap. 5: Gestione Rifiuti, Impianti di trattamento chimico-fisico e biologico dei rifiuti liquidi
“Linee guida relative a impianti esistenti per le attività rientranti nelle categorie IPPC”, Arpa, Cap. 5: Gestione Rifiuti, Impianti di trattamento chimico-fisico dei rifiuti solidi


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Maria Francesca Di Blasio
Written by Maria Francesca Di Blasio