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Tecnologie per la termovalorizzazione dei Rifiuti Solidi Urbani e relativi sistemi di abbattimento degli inquinanti - Francesco Asdrubali -

La distinzione sulle modalità di recupero di energia può essere assunta come base per identificare due tecnologie nell’ambito dei trattamenti termici con recupero energetico: la combustione totale, tipica dell’incenerimento e la combustione parziale, comune ai processi di PIROLISI e gassificazione.
La tecnologia maggiormente consolidata e collaudata nel nostro Paese è riferibile alla combustione totale, che riflette l’idea di bruciare semplicemente il rifiuto, grazie al suo elevato contenuto di materiali incombusti.
La sede di tale processo è il forno, capace di portare il combustibile in temperatura, favorendone l’accensione, e di convogliare i fumi prodotti attraverso idonee sezioni di recupero termico, trattamento depurativo e scarico in atmosfera. Il forno a griglia mobile (in 6 differenti configurazioni) riflette senza dubbio la tipologia di forno più adatta allo smaltimento dei Rsu, in alternativa ad altre tecnologie più o meno consolidate ed innovative (tamburo rotante, forni a letto fluido); tale tecnologia ha raggiunto elevatissimi livelli di EFFICIENZA (>99%) ed affidabilità, con capacità nominali di oltre 600 tRsu/giorno.
La struttura ricorrente è assai semplice: la camera di combustione ha come base una griglia a gradini (la cui lunghezza influenza direttamente il tempo di permanenza dei RSU alimentati), percorsa dai rifiuti alimentati dalla parte più alta; l’aria necessaria per la combustione viene alimentata principalmente attraverso la griglia e anche parte del forno per completare la combustione.
Esse consentono un esercizio di 7.000-8.000 t/anno e periodi di funzionamento ininterrotto.
Sono in grado di bruciare, oltre al RSU tal quale, anche sovvalli, CDR e piccole quantità di fanghi e Rso (rifiuti speciali ospedalieri, mescolati opportunamente ai Rsu).
I minori eccessi d’aria richiesti e le minori dispersioni termiche consentono di condurre il processo senza apporto di combustibili ausiliari.
Particolare interesse suscitano alcune tecnologie alternative di combustione, quali GASSIFICAZIONE e pirolisi; tuttavia, l’elevato dispendio energetico richiesto ed inconvenienti tecnici di processo rendono tali soluzioni non ancora mature per lo smaltimento di ingenti masse di rifiuti urbani.Le emissioni atmosferiche dalle attività di termodistruzione dei rifiuti costituiscono uno degli aspetti più rilevanti delle implicazioni ambientali del processo.
Il loro controllo si basa tanto su misure preventive, orientate a minimizzare la formazione di alcuni componenti durante la combustione ed il raffreddamento dei fumi, che su operazioni di depurazione per la rimozione degli inquinanti di interesse.
Il complesso delle emissioni atmosferiche da attività di termodistruzione di rifiuti urbani e prodotti derivati pone generalmente due ordini di problemi: i macroinquinanti, presenti in concentrazioni rilevanti (g m-3o mg m-3), ed i microinquinanti che, pur se presenti in livelli molto più modesti (mg m-3 o μg m-3), possono costituire un rischio ambientale per la loro tossicità e persistenza.
Alla prima categoria appartengono gli inquinanti tradizionali dei processi di combustione, derivanti da talune macrocomponenti del rifiuto (essenzialmente ceneri, Cloro, Zolfo ed Azoto), da reazioni secondarie non desiderate e dall’ossidazione incompleta del CARBONIO organico.
I microinquinanti inorganici, costituiti essenzialmente da alcuni metalli pesanti, sono riconducibili anch’essi alla presenza di talune componenti nel rifiuto incenerito, mentre per quelli di natura organica giocano un ruolo determinante le complesse reazioni di sintesi e distruzione che si verificano durante la combustione ed il successivo raffreddamento dei fumi.
Agli interventi di controllo depurativi spetta il compito di rimuovere fisicamente gli agenti inquinanti prodotti dalla combustione dei Rsu.
Su questa base le linee di trattamento disponibili sono costituite da uno spettro relativamente ampio di configurazioni impiantistiche che combinano, in maniera opportuna, i singoli processi di depurazione richiesti.La tipologia degli inquinanti da controllare, i limiti di emissione da rispettare e, non ultima, la necessità di considerare le problematiche relative ai residui della depurazione determinano il grado di complessità del sistema: si passa così dalle configurazioni più semplici, che concentrano le capacità depurative in uno o al massimo due stadi, ad impianti pluristadio con apparecchiature dedicate a singoli obiettivi – Figura 3 – Forno a griglia mobile per termovalorizzazione RIFIUTI SOLIDI URBANI di trattamento.
Sulla base delle caratteristiche principali dei processi adottati, relativamente all’intervento o meno di fasi liquide, le linee di depurazione possono distinguersi in sistemi a secco, sistemi ad umido, sistemi ibridi (secco+umido).Nel loro complesso, le migliori tecnologie attualmente disponibili sono orientate alla rimozione del materiale particolato, gas acidi, microinquinanti organici ed inorganici ed inquinanti convenzionali della combustione (Anidride Solforosa ed OSSIDI DI AZOTO).Per quanto riguarda:
-         i gas acidi (Acido Cloridrico e Acido Fluoridrico) e metalli pesanti (Piombo, Zinco, Cadmio ed altri), il migliore dispositivo è realizzato ad umido, con scrubber a 2 stadi mediante immissione di sospensione acquosa di soda caustica;
-         le polveri, le tecnologie più efficaci fanno riferimento a filtri a maniche (tessuto) e depolveratori ad umido;
-         gli OSSIDI DI AZOTO, sono estremamente efficaci le tecnologie Scr (riduzione selettiva catalitica) e Sncr (riduzione termica), caratterizzate da immissione di ammoniaca (NH3) in camera di combustione, rispettivamente con catalizzatori (ossidi di vanadio, tungsteno, platino su base di titanio) a bassa temperatura di combustione o senza catalizzatori ma ad elevate temperature;
-         i microinquinanti organici (diossine, furani e acido isopropilico - IPA), le tecnologie più recentemente usate fanno capo a tecnologia Scr o all’immissione di soluzioni in fase liquida o solida di sostanze alcaline (Idrossido di Sodio - NaOH - e Idrossido di Calcio - Ca(OH)₂).