Che cos’è un impianto di termovalorizzazione

LA GESTIONE DEI RIFIUTI URBANI IN EUROPA E IN ITALIA

In un momento storico come questo, in cui è sempre più alta l’attenzione verso le tematiche della sostenibilità e dell’impatto ambientale, ricopre un ruolo di gran rilievo il recupero di energia derivante dai rifiuti. La Direttiva introdotta dalla Commissione Europea nel 2018, “Circular Economy Package”, prevede, infatti, obbiettivi importanti in materia di gestione dei rifiuti urbani e necessariamente indica l’utilizzo di termovalorizzatori ad alta efficienza energetica, come una delle opzioni maggiormente utili sia al rispetto dei dettami normativi sia al miglioramento dell’intera filiera e catena di valore del settore ma anche in relazione all’impatto sulla qualità della vita.

Ma facciamo prima una fotografia della situazione riscontrata negli ultimi anni in Europa e in Italia.

I dati ISPRA, Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale, ci danno un’idea dei rifiuti urbani nel 2019 in Europa. Le cifre indicano la produzione di oltre 220 milioni di tonnellate di rifiuti urbani, con un aumento di oltre 3 milioni di tonnellate rispetto ai due anni precedenti. L’aumento che coinvolge anche l’Italia è dovuto alla crescita economica del periodo.

Nello specifico, in Italia l’aumento di produzione di rifiuti urbani è di 119mila tonnellate. Come vengono gestiti questi rifiuti? La situazione a livello europeo è molto disomogenea. Tra i paesi più “virtuosi” rientrano la Finlandia e la Germania, rispettivamente con il 56% e il 32% di recupero dell’energia attraverso la termovalorizzazione. L’Italia si attesta invece al 21%.

VEDI ANCHE “RIFIUTI URBANI: QUALI SONO E COME DISTINGUERLI

IMPIANTO DI TERMOVALORIZZAZIONE: CHE COS’È

Un impianto di termovalorizzazione brucia i rifiuti che non possono essere riciclati: nello specifico, rifiuti solidi urbani, come imballaggi e plastica, e i rifiuti speciali prodotti da aziende e industrie. Le caratteristiche principali di un termovalorizzatore sono le elevate temperature di combustione e i sistemi di filtraggio. La combustione dei rifiuti avviene infatti oltre gli 850 gradi: in questo modo si riduce la formazione di diossine.

I sistemi di filtraggio permettono di trattenere le ceneri e i fumi per contrastare l’inquinamento ambientale dovuto allo loro dispersione nell’aria. La produzione di energia elettrica attraverso un termovalorizzatore avviene grazie all’ebollizione dell’acqua in appositi radiatori, che genera vapore e aziona delle turbine.

TERMOVALORIZZAZIONE: UN TREND POSITIVO

Gli impianti di termovalorizzazione in Italia, anche se presenti in misura inferiore rispetto a 20 anni fa , sono in linea con la direttiva della Commissione Europea del 2018, Circular Economy Package.

Le indicazioni salienti della normativa prevedono, per il 2035, il riciclo e il riuso di almeno il 65% dei rifiuti solidi e urbani, e di massimo il 10% di smaltimento dei rifiuti urbani in discarica. Inoltre, la direttiva vieta lo smaltimento dei rifiuti recuperabili, come la carta, il vetro, l’alluminio.

Si tratta di dati importanti, legati alle necessità sempre più stringenti di aumentare la raccolta differenziata e trovare fonti di energia rinnovabili alternative al petrolio. In questo modo, gli impianti di termovalorizzazione ad alta efficienza energetica non soltanto bruciano i rifiuti, ma producono anche energia elettrica attraverso il vapore, che in molto casi raggiunge le abitazioni private per fornire acqua calda (teleriscaldamento).

I VANTAGGI DEL TERMOVALORIZZATORE

Uno dei principali benefici dei termovalorizzatori di ultima generazione, oltre al recupero di energia, è quello della maggiore tutela dell’ambiente, avendo un impatto sull’inquinamento decisamente minore rispetto ai vecchi inceneritori. Rispetto alle altre metodologie di smaltimento dei rifiuti, infatti, i termovalorizzatori sono impianti meno inquinanti, se si esclude l’emissione di CO2 causata dalla combustione. La produzione di energia poi consente la riduzione dei combustibili fossili, tema sempre più fondamentale anche a causa della crisi energetica attuale.

L’emissione di CO2 legata al funzionamento dell’impianto è comunque inferiore a quella prodotta dallo smaltimento dei rifiuti nelle discariche e in particolare dalla decomposizione dei rifiuti biodegradabili.

Come dimostrano le analisi in campo epidemiologico, infine, i termovalorizzatori moderni non determinano un aumento di patologie.

QUANTI SONO E DOVE SI TROVANO I TERMOVALORIZZATORI NEL MONDO E IN ITALIA

Nel mondo, i rifiuti bruciati in questa tipologia di impianti superano i 215 milioni di tonnellate, e di questi il 15% produce energia rinnovabile. Gli impianti di termovalorizzazione nel mondo sono circa 1.700, di cui un terzo si trova in Europa e molti di questi impianti sorgono all’interno delle città. A livello mondiale, la Cina è a momento al primo posto per quanto riguarda la costruzione di impianti di termovalorizzazione.

Nel nostro paese i termovalorizzatori sono circa 40 e si trovano soprattutto nel nord Italia. Gli impianti più importanti sono quelli di Torino, Milano e Brescia. Al centro sono collocati a Modena e Granarolo dell’Emilia (Bologna), e a San Vittore del Lazio (Frosinone), mentre al sud il più grande si trova ad Acerra, in provincia di Napoli.

LA DIFFERENZA TRA TERMOVALORIZZATORE E INCENERITORE

Spesso c’è confusione sulla differenza tra inceneritori e termovalorizzatori. Gli inceneritori in Italia non esistono quasi più, e dal 1997 la legge italiana prevede l’obbligo di produzione di energia nei termovalorizzatori. Gli inceneritori bruciano le stesse tipologie di rifiuti dei termovalorizzatori, ma non producono energia rinnovabile.

Rifiuti urbani: quali sono e come distinguerli

RIFIUTI URBANI E NON SOLO: UN PROBLEMA O UNA RISORSA?

Stando al rapporto che l’Istituto superiore per la protezione e la ricerca ambientale (ISPRA) redige annualmente, si riscontra in Italia una nuova tendenza: da un lato una maggiore partecipazione dei cittadini italiani all’educazione ambientale con relativa crescita della raccolta differenziata, dall’altro una minore produzione di scarti rispetto al passato.

L’Edizione 2021, che fornisce dati aggiornati sulla produzione, raccolta differenziata, gestione dei rifiuti urbani e rifiuti di imballaggio (compreso l’import/export su base nazionale, regionale e provinciale), rivela infatti come nel 2020 la produzione nazionale di rifiuti urbani sia stata pari a 28,9 milioni di tonnellate, ben il 3,6% in meno rispetto al 2019.

E’ probabile che il dato migliorativo sopra riportato sia condizionato dalla pandemia e dalle relative chiusure di molte attività, purtroppo come noto il problema dei rifiuti esiste e persiste (l’attualissima emergenza rifiuti a Roma ne è un chiaro esempio). La causa è da farsi risalire come sempre ai nostri modelli di consumo e di produzione poco sostenibili, strettamente legati alla quantità di rifiuti che generiamo quotidianamente.

Rimane, pertanto, il solito quesito, ovvero se sia possibile invertire la rotta cambiando il nostro modo di produrre e di consumare così da generare meno rifiuti urbani e al contempo utilizzarli come risorse anziché come scarti.

VEDI ANCHE “GERARCHIA DEI RIFIUTI: CHE COS’È E COME FUNZIONA

CLASSIFICAZIONE DEI RIFIUTI: I RIFIUTI URBANI

Non tutti i rifiuti però sono uguali. Possono essere infatti classificati in base all’origine (rifiuti urbani e rifiuti speciali) e in base alle loro caratteristiche di pericolosità (rifiuti pericolosi, rifiuti non pericolosi).

Una vera e propria definizione giuridica di “rifiuto” viene data dall’art.183 del D.Lgs. 152/2006 (il cosiddetto “Testo unico ambientale”): “Qualsiasi sostanza od oggetto di cui il detentore si disfi o abbia l’intenzione o abbia l’obbligo di disfarsi”.

L’atto di “disfarsi”, in questo caso, equivale ad avviare un oggetto o sostanza ad operazioni di smaltimento o di recupero;pertanto va inteso indipendentemente dal fatto che il bene possa potenzialmente essere oggetto di riutilizzo, diretto o previo intervento manipolativo.

Tuttavia, con l’entrata in vigore del D.Lgs. 116/2020 in materia di rifiuti sono state apportate modifiche sostanziali al Codice Ambientale (D.Lgs. 152/2006) relative alla classificazione dei rifiuti, in particolare alle definizioni di rifiuto urbano e rifiuto speciale che sono state uniformate alle definizioni comunitarie.

Tale decreto recepisce le direttive europee su rifiuti,(Direttiva 2018/851/UE)  imballaggi e rifiuti da imballaggio (Direttiva 2018/852/UE) e fa parte del cosiddetto “Pacchetto Economia Circolare*”; esso introduce importanti novità che hanno l’obiettivo di ridurre l’impatto ambientale dei prodotti attualmente sul mercato ed incentivare la produzione di articoli dal ciclo di vita più lungo e sostenibile.

Una nuova definizione di rifiuti urbani

Il comma 8 dell’art. 1 del Dlgs 116/2020, che modifica l’art. 183 del D.Lgs. 152/2006, definisce così i “rifiuti urbani”:

  1. rifiuti domestici indifferenziati e da raccolta differenziata, ivi compresi: carta e cartone, vetro, metalli, plastica, rifiuti organici, legno, tessili, imballaggi, rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche, rifiuti di pile e accumulatori e rifiuti ingombranti, ivi compresi materassi e mobili;
  2. rifiuti indifferenziati e da raccolta differenziata provenienti da altre fonti che sono simili per natura e composizione ai rifiuti domestici indicati nell’allegato L-quater prodotti dalle attività riportate nell’allegato L-quinquies;
  3. rifiuti provenienti dallo spazzamento delle strade e dallo svuotamento dei cestini portarifiuti;
  4. rifiuti di qualunque natura o provenienza, giacenti sulle strade ed aree pubbliche o sulle strade ed aree private comunque soggette ad uso pubblico o sulle spiagge marittime e lacuali e sulle rive dei corsi d’acqua;
  5. rifiuti della manutenzione del verde pubblico, come foglie, sfalci d’erba e potature di alberi, nonché i rifiuti risultanti dalla pulizia dei mercati;
  6. rifiuti provenienti da aree cimiteriali, esumazioni ed estumulazioni, nonché gli altri rifiuti provenienti da attività cimiteriale diversi da quelli di cui ai punti 3, 4 e 5.

In base a questa nuova definizione, quindi, viene meno il concetto di “assimilazione” di taluni rifiuti speciali, che diventano urbani per legge proprio perché vengono inclusi persino i rifiuti indifferenziati e da raccolta differenziata provenienti anche da utenze non domestiche, tra cui: musei, biblioteche, scuole, ospedali, supermercati, alberghi, ristoranti e bar, banche, farmacie, negozi, tabaccai, autofficine, cinema, teatri, discoteche.

Da sottolineare, però, che i rifiuti urbani escludono tutti quei rifiuti della produzione, dell’agricoltura, della silvicoltura, della pesca, delle fosse settiche, delle reti fognarie e degli impianti di trattamento delle acque reflue, compresi i fanghi di depurazione, i veicoli fuori uso o i rifiuti da costruzione e demolizione.

GERARCHIA DEI RIFIUTI: CHE COS’È E COME FUNZIONA

Trattamento dei PFAS nel percolato di discarica: quale tecnologia adottare?

COME RIMUOVERE I PFAS NEI PERCOLATI DI DISCARICA

Nonostante sia ormai riconosciuto che la problematica dei PFAS nei percolati di discarica sia ubiquitaria a livello mondiale, esistono ancora troppi pochi studi di trattamenti su percolati e reflui liquidi.

Per questo Erica ha deciso di investire risorse nella ricerca di soluzioni tecnologiche ed impiantistiche valide per la riduzione/rimozione dei PFAS nei percolati di discarica.

Fondamentale è stata la costruzione di un vasto database analitico sulla presenza dei PFAS da cui partire per poter condurre sperimentazioni scientifiche in materia.

TRATTABILITÀ DEI PFAS

Già ad inizio del 2017 Erica ha incaricato il Politecnico di Milano di condurre un approfondimento bibliografico sul panorama mondiale per verificare la presenza di studi e tecnologie sui PFAS nei percolati di discarica.

Da questa ricerca è ha prima di tutto confermato la presenza di PFAS in moltissimi percolati analizzati in tutto il mondo, constatando ancora una volta che, sebbene si tratti di una problematica complessa e poco conosciuta, si è di fronte ad una problematica comune a livello mondiale.

Sulla base di quanto emerso, lo studio condotto considera che i trattamenti percorribili per ottenere abbattimenti sostanziali siano:

  • i trattamenti a membrana (osmosi/nanofiltrazione su percolato grezzo);
  • la biodegradazione anaerobica, in una prospettiva di test da condurre a lungo termine;
  • l’adsorbimento su carbone attivo (su percolato tal quale o pre-trattato).

QUALE TECNOLOGIA SCEGLIERE?

Per avviare un percorso di ricerca su una specifica tecnologia è stato fondamentale considerare due importanti aspetti:

  • La gestione dei percolati di discarica riveste un’importanza prioritaria nel contesto dello smaltimento dei rifiuti, sia per via dei grandi quantitativi prodotti, sia per l’elevato numero di discariche (attive o dismesse), sia perché la gestione delle discariche ‘post-mortem’ è fissata per legge in tempi molto lunghi (circa 30 anni). Quindi anche se PFOS e PFOA sono stati eliminati dalle produzioni, di fatto nei rifiuti rimarranno per decenni.
  • Ogni anno vengono prodotti enormi quantitativi di percolato, che non permettono di adottare tecnologie eccessivamente impattanti in termini sia energetici che economici.

In che modo quindi scegliere la tecnologia tecnicamente ed economicamente più sostenibile ed efficace per essere applicata ai percolati di discarica?

Una cosa è certa: al fine di sfruttare economie di scala, ottenere un’ottimizzazione tecnica ed economica e sfruttare le competenze di chi già gestisce impianti di trattamento, è sicuramente più opportuno applicare la tecnologia di trattamento presso impianti di depurazione, piuttosto che presso le discariche stesse. Questo perché, se il trattamento venisse effettuato direttamente in discarica, si genererebbe comunque un rifiuto liquido più o meno concentrato che dovrebbe essere poi smaltito in un altro impianto idoneo.

A ciò si aggiunge anche la consapevolezza che utilizzare impianti di concentrazione come la nano-filtrazione o l’osmosi inversa non rappresenta una soluzione del tutto ottimale, se non in casi particolari, a causa del grande impatto energetico e della produzione di un concentrato di PFAS e altri inquinanti che dev’essere successivamente smaltito in impianti di incenerimento; ciò comporta relativi problemi legati alla totale mancanza di spazi disponibili e ad una sostenibilità economica della tecnologia non idonea al mercato del percolato di discarica.

Trattamento su carbone attivo

La scelta su quale trattamento sperimentare l’efficacia ricade dunque sull’adsorbimento su carbone attivo granulare. Questa tecnologia infatti presenta numerosi vantaggi, tra questi:

  • è nota e sperimentata su molti microinquinanti, incluse le sostanze perfluorurate, anche se ad oggi è comunemente applicata soltanto ad acque a bassissimo contenuto di organico (acque di falda, acque potabili, acque depurate);
  • costituisce grande valore aggiunto la possibilità di riattivare il carbone attivo, eliminando in tal modo definitivamente i composti assorbiti;
  • è applicabile su grandi volumi con ottimo rapporto tra volumi trattati e costi, con un basso investimento iniziale;
  • è flessibile e di semplice gestione;
  • qualora venga posta a monte dell’impianto, consente di salvaguardare anche i fanghi biologici dalla presenza di PFAS;
  • consente la migliore efficacia ottenibile in termini di sostenibilità ambientale.

Presi in considerazione questi aspetti, abbiamo dato avvio ad un percorso di ricerca che ha previsto diverse sperimentazioni in laboratorio, seguite da due sperimentazioni industriali con impianto pilota, con un protocollo analitico decisamente importante, con l’obiettivo di testare la validità della tecnologia.

Vuoi saperne di più sull’adsorbimento su carbone attivo e sulla sperimentazione? Guarda il nostro video: LA TECNOLOGIA PFAS REMOVER PER IL PERCOLATO DI DISCARICA

La depurazione del percolato di discarica

PERCOLATO DI DISCARICA: UN RISCHIO PER L’UOMO E L’AMBIENTE

Sempre più spesso si è soliti associare disastri ambientali e potenziali rischi per la salute umana al maltrattamento del percolato, una sostanza altamente tossica che si forma quando l’acqua piovana entra a contatto con i rifiuti presenti nelle nostre discariche.

Il grande problema da scongiurare riguarda la possibilità che queste sostanze inquinanti possano riversarsi nel territorio circostante, andando ad avvelenare le falde acquifere e di conseguenza l’acqua che beviamo e utilizziamo quotidianamente. 

Anche per questa tipologia di refluo, dunque, si rendono assolutamente necessarie per legge operazioni di drenaggio e smaltimento. Scopriamo come.

CARATTERISTICHE DEL PERCOLATO

L’art. 2 del D.L. 36/03 fornisce la più recente definizione di percolato quale “…liquido che si origina prevalentemente dall’infiltrazione di acqua nella massa dei rifiuti o dalla decomposizione degli stessi”.

Dunque, per percolato di discarica è da intendersi un rifiuto speciale pericoloso o non pericoloso, a seconda che contenga o no sostanze dannose, prodotto dalle discariche controllate per rifiuti solidi urbani o speciali. Rientra nella categoria dei reflui a più o meno elevato tenore di inquinanti organici e inorganici che derivano da processi biologici e fisico-chimici scaturiti all’interno delle discariche.

Ma in che modo si produce il percolato? Attraverso un processo del tutto naturale ed inevitabile, o meglio l’acqua piovana, che quando precipita sui rifiuti si incanala tra gli spazi creati e scorre raccogliendo con sé scorie e componenti chimiche tossiche tali da rendere questo innocuo fluido un vero e proprio rifiuto da dover trattare obbligatoriamente. Va da sé che la produzione del percolato varia notevolmente a seconda dei periodi dell’anno in cui si hanno maggiori quantità di piogge.

La variazione quantitativa, tuttavia, non è l’unica caratteristica a mutare nel tempo; anche la qualità stessa del percolato risulta essere piuttosto eterogenea per effetto delle diverse reazioni chimiche che avvengono nella discarica. Il percolato, infatti, può avere composizione chimica molto differente a seconda di specifici parametri, tra cui il tipo di rifiuto che l’ha prodotto e l’età della discarica, nonché lo stato di decomposizione dei suoi rifiuti.

Solitamente ai fini della valutazione del percolato vengono presi in considerazione alcuni indicatori fondamentali come il pH, il BOD e il COD – due parametri che indicano la concentrazione di sostanza organica – ed il contenuto di metalli quali ferro, manganese, zinco, cromo e cadmio.

COME TRATTARE IL PERCOLATO DI DISCARICA

La Normativa Nazionale vigente stabilisce che il percolato debba essere captato tramite tubi immersi appena al di sopra dello strato di impermeabilizzazione ed opportunamente trattato in loco, quindi direttamente all’interno della stessa discarica, o trasportato in impianti terzi specializzati nello smaltimento di rifiuti liquidi. In Italia, ad esempio, si è soliti depurare tale sostanza presso impianti di depurazione esterni che ne permettano il giusto trattamento, facendo trasportare il proprio percolato con l’utilizzo di macchinari altamente specifici. 

Proprio per le caratteristiche variabili finora descritte risulta molto complesso parlare in termini specifici della scelta del tipo di trattamento più idoneo per il percolato, in quanto questo è fortemente condizionato dalle caratteristiche biologiche e fisico-chimiche del refluo da dover trattare. Risulta chiaro, pertanto, la necessità di dover distinguere caso per caso. 

L’impianto a Osmosi

Come detto, non esistono soluzioni standard per il trattamento del percolato. Tuttavia, la tecnologia di base utilizzata è quella della filtrazione tangenziale a membrana, coadiuvata eventualmente da un trattamento biologico. A seconda delle caratteristiche chimiche del fluido da trattare e della dimensione delle sostanze da separare, la filtrazione a membrana si può dividere nelle quattro seguenti categorie:

  • Osmosi inversa;
  • Nanofiltrazione;
  • Ultrafiltrazione;
  • Microfiltrazione.

La scelta dei diversi tipi di membrana utilizzata deriva quindi dalle dimensioni dei pori e dalle caratteristiche del materiale. Nelle membrane dell’osmosi inversa, ad esempio, i pori sono i più piccoli e permettono al refluo di essere trattato attraverso la separazione delle sostanze. Nello specifico, una volta immesso nell’impianto di depurazione e pre-filtrato grossolanamente a mezzo di filtri a sabbia, il percolato subisce un trattamento per osmosi inversa attraverso l’utilizzo di membrane e viene scisso in due correnti distinte: il permeato, da inviare a scarico in acque superficiali, ed il concentrato, da immettere in discarica o inviare ad impianti terzi. 

Il processo di osmosi inversa opera un’efficiente separazione su uno svariato numero di sostanze di natura organica ed inorganica, presentando così un’elevata flessibilità in riferimento alle variazioni della composizione del percolato nel tempo e alle sue variazioni quantitative.

Trattamento dei reflui civili

PERCHÉ È IMPORTANTE UN CORRETTO TRATTAMENTO DEI REFLUI CIVILI

Così come avviene per i reflui industriali, anche i reflui civili necessitano di essere sottoposti a trattamenti speciali. Lo smaltimento delle acque reflue, infatti, è da sempre al centro dell’interesse pubblico legato al problema della salute umana e della sicurezza igienica.

Con la crescita dei grandi centri urbani e lo sviluppo del tessuto industriale è diventato sempre più indispensabile allontanare le acque reflue tramite sistemi fognari adeguati ai centri residenziali. Questo perché inizialmente le acque di scarico venivano immesse in un unico punto all’interno del corso d’acqua a valle della città, e ciò comportava importanti disequilibri ecologico-ambientali.

La cattiva gestione degli scarichi, sia civili che industriali, fino ad epoche molto recenti ha costituito il fattore determinante per lo sviluppo e la diffusione di gravissime epidemie di malattie come il colera, la dissenteria e l’epatite. Da qui la necessità di depurare tutte le acque di scarico prima della loro immissione in fiumi, mari, laghi e terreni attraverso trattamenti che riproducono le modalità della natura, al fine di scongiurare la diffusione di ulteriori malattie e la produzione di inquinamento ambientale.

QUALI SONO I REFLUI CIVILI

Così come si apprende dal D.L. 152/06, bisogna distinguere le acque reflue industriali da quelle domestiche ed urbane.

L’art. 74 del Decreto fa chiarezza sulla definizione delle acque reflue domestiche, delimitandone il significato a tutti quegli scarichi provenienti da insediamenti di tipo residenziale e da servizi e derivanti prevalentemente dal metabolismo umano e da attività domestiche (quali alberghi, scuole, caserme, uffici pubblici e privati, impianti sportivi e ricreativi, negozi al dettaglio ed all’ingrosso e bar).

Tra le acque reflue domestiche è possibile distinguere:

  • le acque bianche, ritenute non pericolose per la salute pubblica poiché derivanti dal dilavamento di tetti, strade, giardini e cortili ad opera di pioggia, neve e grandine;
  • le acque nere, prodotte dagli scarichi delle cucine (acque saponate grasse per la presenza di detersivi e residui di cibo oleosi) e dei bagni (tra cui si distinguono le acque fecali e le acque grigie, moderatamente sporche in quanto provenienti da docce, vasche da bagno, lavatrici e lavandini).

Diverse, invece, sono le acque reflue urbane (o scarichi civili), che comprendono le acque di rifiuto domestiche e, se la fogna è di tipo unitario, anche le acque cosiddette di ruscellamento, nonché acque pluviali o provenienti dal lavaggio delle strade. In particolare, questa tipologia di scarichi può contenere non solo le stesse sostanze presenti nei reflui domestici in concentrazione diversa, ma anche una serie di microinquinanti quali idrocarburi, detergenti, detriti di gomma, pesticidi,  eccetera.

COME TRATTARE I REFLUI CIVILI

Una delle principali caratteristiche dei reflui urbani è la biodegradabilità, che ne rende possibile la depurazione attraverso trattamenti biologici. Se, infatti, per i reflui industriali vengono applicati sistemi depurativi misti, che combinano processi biologici a processi chimico-fisici, per le acque reflue civili gli interventi si basano principalmente su processi biologici in quanto costituite prevalentemente da sostanze biodegradabili.

Il trattamento dei reflui civili avviene all’interno di depuratori a servizio degli scarichi civili con lo scopo di rimuovere tutti gli agenti contaminanti e ridare vita a nuove acque depurate.

L’impianto di trattamento prevede due linee specifiche, una dedicata alle acque e una ai fanghi. Nella linea acque, in particolare, vengono trattati i liquami grezzi provenienti dalle reti fognarie e comprendono di norma tre diverse fasi:

  • pretrattamento, utilizzato per la rimozione di parte delle sostanze organiche sedimentabili contenute nel liquame. Questo stadio comprende le operazioni di grigliatura, sabbiatura, sgrassatura e sedimentazione primaria;
  • ossidazione biologica, ossia un processo di tipo biologico utilizzato per la rimozione delle sostanze organiche sedimentabili e non sedimentabili contenute nel liquame. Questo secondo stadio comprende le operazioni di aerazione e sedimentazione secondaria;
  • trattamenti ulteriori, destinati ad abbattere il contenuto di quelle sostanze che non vengono eliminate durante i primi due trattamenti.

LEGGI ANCHE COME TRATTARE LE ACQUE REFLUE INDUSTRIALI

IL RICICLO DEI REFLUI CIVILI

Il trattamento delle acque reflue civili diventa così fondamentale per restituire alla natura un bene prezioso come l’acqua in condizioni ottimali. La scarsità di piogge, l’enorme spreco di acqua e i preoccupanti cambiamenti climatici e ambientali spingono a trovare sempre più sistemi all’avanguardia che consentano la depurazione di questi reflui.

Grazie ad un corretto trattamento siamo oggi in grado di poter riutilizzare soprattutto le acque nere nell’irrigazione per esempio di giardini, parchi, aree spartitraffico, campi da golf e le acque grigie nell’alimentazione dei servizi interni delle abitazioni domestiche, come lo scarico dello sciacquone del wc.

Gerarchia dei rifiuti: che cos’è e come funziona

LA SOSTENIBILITÀ AMBIENTALE PASSA ATTRAVERSO UNA GERARCHIA DEI RIFIUTI

Sempre più spesso sentiamo parlare di sostenibilità ambientale e di proposte normative volte a ridefinire le regole del mercato globale per raggiungere importanti obbiettivi di riduzione dell’impatto che prodotti e materie hanno sull’ambiente. Questo significa analizzarne tutto “il ciclo di vita”, dalla loro produzione all’imballaggio e al tipo di trasporto impiegati, fino alla gestione del loro smaltimento ed eventuale riutilizzo.

Tutti questi aspetti vengono ciclicamente posti sotto la lente d’ingrandimento per valutare e progettare soluzioni e tecnologie per raggiungere un’efficienza maggiore ed un impatto minore, passando così da una sostenibilità minima ad una sempre più massimizzata.

Per avere una visione d’insieme più completa dobbiamo, però, fare un passo indietro e vedere nel dettaglio alcuni fattori; insomma, dobbiamo vedere “da dove veniamo” per capire cosa rischiamo e che direzione possiamo intraprendere.

Basti pensare che qualsiasi materiale o prodotto immesso sul mercato è destinato a trasformarsi presto o tardi in un rifiuto (per non parlare del singolo imballaggio) e che, a causa del progressivo aumento dei volumi annui prodotti, della persistenza nell’ambiente e dell’eventuale presenza di sostanze pericolose, può costituire un serio problema per la società in termini di trattamento e smaltimento.

Da qui, la necessità di avviare un profondo cambiamento al sistema economico attuale e passare, dunque, al modello di economia circolare, grazie anche alla definizione di una vera e propria gerarchia dei rifiuti, una classificazione di azioni da compiere per il loro trattamento sulla base del livello di priorità e di sostenibilità ambientale.

Il modello in questione non solo pone l’attenzione sulla necessità di differenziare i rifiuti, riciclare i materiali e recuperare risorse energetiche da quelli non ulteriormente valorizzabili, ma anche e soprattutto sull’importanza del tema della prevenzione nella produzione di rifiuti.

LA NORMATIVA EUROPEA VERSO UN’ECONOMIA CIRCOLARE

L’Unione Europea ha emanato il cosiddetto “pacchetto rifiuti”, una serie di normative sulla gestione dei rifiuti volte ad accompagnare gli Stati membri verso un’economia circolare attraverso un periodo di transizione.

In particolare, all’interno della “Direttiva quadro sui rifiuti” (Direttiva 2008/98/CE), viene a stabilirsi la già citata gerarchia dei rifiuti, che sancisce diverse misure per proteggere l’ambiente e la salute dei cittadini prevedendo o riducendo gli impatti negativi della produzione e della gestione dei rifiuti.

Con questo provvedimento viene così introdotta un’importante distinzione tra le diverse soluzioni adottabili nella gestione dei rifiuti, secondo il seguente criterio di priorità di azioni che vanno dalla produzione fino allo smaltimento:

  • prevenzione;
  • riutilizzo;
  • riciclaggio;
  • recupero di altro tipo (per esempio il recupero di energia);

Questa gerarchia altro non è che una “piramide” che indica un ordine di preferenza delle azioni da attuare per ottenere il massimo beneficio dai prodotti e generare la minima quantità di scarti.

Gli Stati membri sono quindi incoraggiati a mettere in pratica la normativa e la politica in materia di rifiuti in modo trasparente attraverso una corretta applicazione della gerarchia dei rifiuti che può e deve portare a diversi benefici collettivi, tra cui la riduzione delle emissioni di gas serra, il risparmio energetico, una maggiore conservazione delle risorse e lo sviluppo di tecnologie cosiddette “green”.

La più recente Direttiva 2018/851/UE, che modifica la precedente 2008/98/CE, fissa altri nuovi obiettivi, sia temporali che percentuali in peso, per il riutilizzo e il riciclaggio dei rifiuti urbani pari al 55% entro il 2025, 60% entro il 2030 e il 65% entro il 2035. Inoltre, vengono rafforzate le norme in materia di prevenzione dei rifiuti. Con il nuovo pacchetto di misure, infatti, i paesi dell’Unione devono impegnarsi a sostenere modelli di produzione e consumo sostenibili, incoraggiando non solo la progettazione, la produzione e l’uso di prodotti che siano efficienti nell’utilizzo delle risorse, durevoli, riparabili, riutilizzabili e che possano essere aggiornati, ma anche, ad esempio, la riduzione della produzione di rifiuti alimentari come importante contributo all’obiettivo di sviluppo sostenibile delle Nazioni Unite di ridurre del 50% lo spreco alimentare globale pro capite entro il 2030.

IL SISTEMA PIRAMIDALE: COME TRATTARE I RIFIUTI DALLA PREVENZIONE ALLO SMALTIMENTO

La gerarchia dei rifiuti diventa a tutti gli effetti uno schema utile e pratico al fine di gestire al meglio i rifiuti a seconda del loro impatto sull’ambiente e sulla salute umana. Deve diventare pratica quotidiana e non limitarsi solo ad azioni singole per garantire minori produzioni di rifiuti in favore di una migliore sostenibilità ambientale.

Come trattare quindi rifiuti in base alla priorità delle operazioni possibili?

1. Prevenzione

In cima alla piramide c’è il concetto di “prevenzione”, ovvero il tentativo di evitare di produrre rifiuti alla fonte o quanto meno di diminuirne la quantità. Ciò comprende tutte quelle azioni che possono essere compiute a monte della catena di produzione e distribuzione al fine di ottimizzare e migliorare il processo produttivo attraverso la limitazione degli imballaggi, il contenimento nell’utilizzo di sostanze nocive o la diffusione di prodotti green.

I cittadini, in tal senso, devono anch’essi essere sensibilizzati per contribuire in prima persona alla diffusione di buone pratiche e prediligere comportamenti di acquisto più coscienziosi, modificando le loro abitudini quotidiane consapevolmente.

2. Riutilizzo

Attraverso attività di controllo, pulizia, o riparazione/manutenzione, è possibile dare seconda vita ad un prodotto o materiale una volta esaurita la sua funzione principale senza subire ulteriori trattamenti. È il caso di vestiti, mobili, apparecchiature elettroniche che possono essere riparate e rigenerate per essere reimmesse sul mercato. Negli ultimi anni, abbiamo assistito ad un vero e proprio boom anche di App, siti e tutorial volti a promuovere il concetto di dare nuova vita agli oggetto usati.

3. Riciclo

Quando la produzione di un rifiuto non può essere evitata è necessaria un’operazione di riciclaggio, ossia di azioni che puntano a recuperare i materiali utili presenti nei rifiuti per riutilizzarli. È il caso, ad esempio, di materiali e sostanze quali plastica, vetro, carta e metalli che, grazie alla raccolta differenziata operata dai cittadini, vengono processati e sottoposti a trattamenti specifici per poi essere riutilizzati almeno in parte nella produzione di altri beni, materiali o sostanze.

4. Recupero di energia

Il recupero di altro tipo di rifiuti riguarda la possibilità di ricavare energia elettrica o calore da quei rifiuti non riciclabili che finirebbero altrimenti in discarica. È ciò che avviene all’interno di un termovalorizzatore, in cui i rifiuti vengono bruciati ad alte temperature al fine di recuperare dall’incenerimento il calore necessario per produrre teleriscaldamento o generare energia elettrica.

5. Smaltimento

All’ultimo gradino della scala gerarchica per priorità di azioni che riducono e trattano i rifiuti si trova lo smaltimento in discarica, ultima spiaggia per tutti quei rifiuti per cui è stato impossibile effettuare una delle operazioni finora descritte. Quando, infatti, non vi è possibilità di riciclare o riutilizzare in altro modo materiali e sostanze, questi finiscono in discarica. Si tratta di una soluzione che per decenni è stata considerata come una delle poche alternative valide per la gestione dei rifiuti, ma che oggi rappresenta a tutti gli effetti un’opzione da scongiurare e che dovrà subire in futuro forti riduzioni per limitarne l’impatto ambientale.

Inquinanti emergenti: i PFAS

I PFAS nell’ambiente

Le sostanze perfluoroalchiliche, comunemente conosciute anche con l’acronimo PFAS (Per and Poly-Fluorinated Alkyl Substances) sono composti chimici estremamente resistenti alla degradazione e sono presenti in molte matrici ambientali in tutto il mondo. A differenza di molti inquinanti organici persistenti e bio-accumulabili, i PFAS sono parzialmente solubili in acqua e sono quindi comunemente presenti in tracce nelle acque potabili, costituendo così un serio problema non solo per l’ambiente ma anche per la salute umana.

Cosa sono i PFAS

I composti perfluorurati costituiscono un gruppo di composti organici formati da una catena alchilica idrofobica di lunghezza variabile da 4 a 16 atomi di carbonio, completamente fluorurata (in quanto tutti gli atomi di idrogeno sono sostituiti da atomi di fluoro), e da un gruppo idrofilico, generalmente un acido carbossilico o solfonico.

I composti più noti sono l’acido perfluorottano sulfonato (PFOS) e l’acido perfluorottanoico (PFOA).

A seguito delle restrizioni e divieti nella produzione delle sostanze perfluorurate tradizionali, in particolare PFOA e PFOS, a partire dagli anni 2000 sono state introdotte sul mercato delle sostanze sostitutive perfluorurate a catena corta, ovvero composti con catene carboniose fino a 5 atomi come i PFBA e i PFBS che, pur avendo una persistenza ambientale simile ai loro analoghi a catena lunga, hanno un potenziale di bioaccumulo molto minore negli organismi animali e nell’uomo.

La struttura chimica dei PFAS, ed in particolar modo i numerosi legami covalenti carbonio-fluoro caratterizzati da una forte energia di legame, conferiscono notevole stabilità ed inerzia termica, chimica e biologica a questi composti, che sono inoltre dotati di proprietà idro e oleofobiche.

Grazie a queste caratteristiche chimico-fisiche, tali molecole sono state utilizzate in una vasta gamma di applicazioni industriali e commerciali fin dagli anni ’50; proprio in coincidenza con l’inizio del boom economico, infatti, furono introdotte queste nuove sostanze nella filiera di concia delle pelli, nel trattamento dei tappeti, nella produzione di contenitori di cibo, carta e cartone per uso alimentare (carta forno), per rivestire superfici antiaderenti, traspiranti ed idrorepellenti (come ad esempio le padelle), nella produzione di abbigliamento tecnico, in particolare per le loro caratteristiche oleo e idrorepellenti, ossia di impermeabilizzazione, ma anche nella produzione di stoffe per sedie e divani, mascara, pavimenti acrilici, applicazioni biomediche, tinture, lubrificanti, membrane, schiume antincendio, detergenti, cere per pavimenti, pellicole fotografiche ecc…

Potenziali rischi per la salute

I PFAS sono ritenuti contaminanti emergenti dell’ecosistema a causa della loro estensiva produzione, e conseguente utilizzo massiccio, e delle loro caratteristiche chimiche che li rendono resistenti ai processi di degradazione termica, biodegradazione, idrolisi, metabolizzazione, e dunque altamente persistenti nell’ambiente e negli organismi viventi.

Il problema, come sempre, riguarda le metodologie più efficaci su come smaltire queste sostanze altamente tossiche. Se smaltiti illegalmente o non correttamente nell’ambiente, infatti, i PFAS possono penetrare con facilità nelle falde acquifere e attraverso l’acqua possono raggiungere terreni, campi e prodotti agricoli, nonché alimenti.

A tal proposito, alte concentrazioni di PFAS sono state rilevate a livello globale in una vasta gamma di campioni ambientali tra cui l’acqua, il suolo, la fauna selvatica, gli esseri umani e la polvere domestica.

Gli effetti sulla salute di queste sostanze sono ancora sotto indagine nonostante gli ingenti investimenti economici impiegati per studiare tale aspetto. Pare però evidente esserci una correlazione importante tra l’esposizione umana ai PFAS e lo sviluppo di diverse patologie, soprattutto in popolazioni con acqua potabile inquinata da questi composti e in lavoratori esposti. In particolare, si ritiene che i PFAS intervengano sul sistema endocrino nel metabolismo dei grassi, compromettendo crescita e fertilità, e che siano sostanze cancerogene i cui effetti però non sono immediati, ma sempre legati ad esposizioni di lunga durata.

Diversi studi, infine, hanno dimostrato che i PFAS, una volta nell’organismo, hanno un’emivita piuttosto lunga, andandosi ad accumulare preferibilmente nel sangue e nel fegato e possono provocare epatossicità, immunotossicità, neurotossicità, alterazioni ormonali nella riproduzione e nello sviluppo.

I PFAS in Italia: dalle acque di falda ai percolati di discarica

PERCHÉ LA PRESENZA DI PFAS PREOCCUPA 

La tematica riguardante le sostanze per e poli-fluorurate ha assunto negli ultimi anni una maggiore rilevanza nazionale e ciò ha portato, da parte di Università ed Enti Pubblici, alla conduzione di diversi studi ed indagini sul territorio italiano riguardanti le acque di falda, e dunque il problema sanitario strettamente legato alle acque potabili destinate al consumo umano.

A destare massima allerta e preoccupazione sono, come ormai noto, le caratteristiche chimico-fisiche dei PFAS – tali da rendere questi composti estremamente resistenti alla degradazione – e la loro diffusione capillare è constatata in tutto il mondo.

Sul territorio nazionale il tema è particolarmente sentito nella Regione Veneto poiché il problema dei PFAS, legato in buona parte alle passate lavorazioni di tessuti e cuoio, è concentrato nelle falde acquifere regionali in maggior misura rispetto ad altre regioni d’Italia.

LA DIFFUSIONE DEI PFAS IN ITALIA

Nel 2006 il Progetto Europeo PERFORCE ha avviato una prima indagine per stabilire la presenza di perfluoroderivati nelle acque e sedimenti dei maggiori fiumi europei; da questi studi è risultato che il fiume Po presenta le concentrazioni massime di acido perfluoroottanoico (PFOA) tra i fiumi europei.

Constatata l’evidenza di una situazione di potenziale pericolo ecologico e sanitario nel fiume Po, nel 2011 si è stipulata una convenzione tra il Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare e l’Istituto di Ricerca sulle Acque CNR con lo scopo di realizzare uno studio più approfondito sul rischio ambientale e sanitario associato alla contaminazione da sostanze perfluoroalchiliche (PFAS) nel bacino del Po e nei principali bacini italiani.

Nel corso delle campagne di misura sono stati effettuati dei test di monitoraggio in corpi idrici superficiali e reflui industriali e di depurazione del reticolo idrografico della provincia di Vicenza, in particolare del Distretto Industriale di Valdagno e Valle del Chiampo dove è localizzato il più importante distretto tessile e conciario italiano e lo stabilimento di fluorocomposti della Miteni SpA.

Questo progetto, terminato nel 2013, non solo ha confermato una presenza diffusa e critica dei PFAS nei corsi d’acqua italiani, ma ha anche rappresentato il primo studio completo sulla distribuzione e le sorgenti dei composti perfluorurati nei principali bacini italiani e sugli eventuali rischi connessi alla loro presenza.

PFAS E PERCOLATI DI DISCARICA

Anche se gli studi e le indagini finora descritti sono stati effettuati solo sulle acque italiane dei bacini idrici, ciò non significa che il problema non sia presente altrove, anzi, a destare maggiore preoccupazione è soprattutto la problematica legata ai percolati di discarica.

Come noto, in una discarica si produce il percolato per effetto della degradazione dei rifiuti, soggetti a reazioni chimiche e dunque a rilasciare i PFAS nell’ambiente circostante.

Nonostante i PFOS e i PFOA siano stati eliminati dalle produzioni, di fatto si tratta di sostanze che sono destinate a rimanere per decenni in quanto la gestione delle discariche “post mortem” è stata fissata per legge a circa 30 anni. A questo si aggiunge anche la grande problematica relativa ai fanghi, perché negli impianti di depurazione in cui vengono trattati i percolati di discarica i PFAS si accumulano anche nei fanghi, con le gravi conseguenze che ne derivano.

Con l’emanazione delle BAT europee* nel 2018 – che hanno introdotto per la prima volta il monitoraggio di PFOA e PFOS nelle acque di scarico – e di alcuni singoli decreti sul territorio italiano, si è finalmente giunti a focalizzare il dibattito odierno non solo su acque potabili, di sottosuolo e superficiali, ma anche su acque di scarico, rifiuti industriali e percolati di discarica, nonostante l’assenza di una normativa nazionale.

Ad oggi, infatti, non si conoscono normative nazionali o regionali che stabiliscano concentrazioni limite per questi composti, sia sui percolati di discarica che sui rifiuti in generale; nonostante la volontà da parte del Ministero ed Enti Pubblici di porre limiti nazionali allo scarico, risulta piuttosto complesso definire delle linee guida generali considerato l’enorme numero di composti appartenenti alla famiglia dei PFAS. Come risulta altresì complesso trovare soluzioni ottimali che riguardino la trattabilità dei PFAS nei percolati di discarica, motivo per cui Erica nel 2017 ha deciso di intraprendere un percorso di ricerca con l’obiettivo di identificare la tecnologia più adeguata, partendo da indagini bibliografiche, test di laboratorio, analisi chimiche ed arrivando a concretizzare un impianto pilota di taglio industriale con cui ha condotto sperimentazioni in impianti di depurazione partner.

LEGGI LA TRATTABILITÀ DI REFLUI E PERCOLATI CONTENENTI PFAS

*DECISIONE DI ESECUZIONE (UE) 2018/1147 DELLA COMMISSIONE del 10 agosto 2018 che stabilisce le conclusioni sulle migliori tecniche disponibili –BAT- per il trattamento dei rifiuti, ai sensi della direttiva 2010/75/UE del Parlamento europeo e del Consiglio.