Una discarica, nel ciclo della gestione dei rifiuti, è un luogo dove vengono depositati/stoccati e fatti marcire in modo non selezionato e permanente i rifiuti solidi urbani e tutti gli altri rifiuti (anche umidi) derivanti dalle attività umane (detriti di costruzioni, scarti industriali, ecc…) che, in seguito alla loro raccolta, non è stato possibile riciclare, inviare al trattamento meccanico-biologico (TMB) eventualmente per produrre energia tramite bio-ossidazione a freddo, pirolisi o, in ultima ratio, l’utilizzo come combustibile negli inceneritori (inceneritori con recupero energetico o termo valorizzatori).

Recupero del biogas da una discarica

La normativa italiana col d.lgs 13 gennaio 2003, n. 36 ha recepito la direttiva europea 99/31/CE che prevede tre tipologie differenti di discarica:

  • discarica per rifiuti inerti;
  • discarica per rifiuti non pericolosi (tra i quali i rifiuti solidi urbani, RSU);
  • discarica per rifiuti pericolosi (tra cui ceneri e scarti degli inceneritori).

La normativa definisce anche il piano di sorveglianza e controllo con i necessari parametri chimici, chimico-fisici, idrogeologici, meteoclimatici e topografici da determinare periodicamente con una stabilita frequenza delle misurazioni.[1]

L’uso delle discariche per il rifiuto indifferenziato deve essere assolutamente evitato. L’Unione europea con la direttiva sopra citata (99/31/CE) ha stabilito che in discarica devono finire solo materiali a basso contenuto di carbonio organico e materiali non riciclabili: in altre parole, dando priorità al recupero di materia, la direttiva prevede il compostaggio ed il riciclo quali strategie primarie per lo smaltimento dei rifiuti (del resto la legge prevede che la raccolta differenziata debba raggiungere il 65% entro il 2011).

Infatti, i residui di molti rifiuti, soprattutto di RSU organici, restano attivi per oltre 30 anni e, attraverso i naturali processi di decomposizione anaerobica, producono biogas e numerosi liquami (percolato) altamente contaminanti per il terreno e le falde acquifere per cui il conferimento senza preventivo trattamento di compostaggio è da evitarsi. Dati gli enormi tempi di degradabilità dei materiali normalmente conferiti in discarica (come le plastiche e ancor peggio i rifiuti pericolosi) è ragionevole stimare la possibilità di rilevare tracce di queste sostanze dopo la chiusura di una discarica per un periodo che va fra i 300 e i 1000 anni, per cui andrebbero trattati differentemente[2].

Attualmente lo smaltimento in discarica in Italia è il principale metodo di eliminazione dei rifiuti, in quanto è semplice ed economico. Dati relativi al 2004 indicano che il 51,9% dei rifiuti totali prodotti è stato smaltito in discarica.[3] L’uso della discarica è molto intenso nei paesi poco sviluppati, mentre la tendenza generale è volta a limitare il conferimento in discarica applicando attivamente politiche di riduzione, riuso e riciclo, e sfruttando tecnologie quali il compostaggio e l’incenerimento per i residui.

Dal punto di vista dell’emissione in atmosfera di gas responsabili dei cambiamenti climatici, le discariche per rifiuti non pericolosi e quelle per rifiuti pericolosi risultano nocive se il rifiuto non viene preventivamente trattato e/o differenziato (come spesso capita). È infatti scientificamente provato dall’organizzazione internazionale sui cambiamenti climatici, IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) che i rifiuti in discarica causano emissioni ad alto contenuto di metano e di anidride carbonica, due gas serra molto attivi; una moderna discarica deve pertanto prevedere sistemi di captazione di tali gas (in particolare il metano, che può essere usato anziché disperso in atmosfera).

I problemi delle emissioni di gas possono tuttavia essere ridotti o eliminati con l’adozione di tecniche costruttive specifiche e con il pretrattamento dei rifiuti: in particolare la raccolta differenziata di quanto riciclabile e della frazione umida (responsabile delle citate emissioni liquide e gassose), e il cosiddetto trattamento a freddo mediante cui si accelera la decomposizione dei rifiuti prima del conferimento in discarica. Come detto, la stessa Unione europea vieta il conferimento di materiale organico in discarica.

La discarica controllata, ha tre fasi di decomposizione:

  1. Prima fase, questa fase è piuttosto breve, si svolgono reazioni aerobie, possibili grazie all’ossigeno presente al momento dell’interramento. Dall’ossidazione del materiale organico si produce CO2 ed energia sotto forma di calore: la temperatura può raggiungere anche gli 80 °C. Vengono prodotti anche aldeidi, chetoni ed alcoli che conferiscono ai rifiuti freschi il caratteristico odore;
  2. Seconda fase: è acida anaerobia, in cui si svolgono reazioni di fermentazione acida che sviluppa ammoniaca, idrogeno CO2 e composti organici acidi parzialmente degradati. Il percolato che si forma in questa fase presenta BOD e COD elevati, risulta acido (PH = 5-6) e particolarmente aggressivo, al punto tale da rendere possibile la dissoluzione in esso di altri composti organici e inorganici. Le reazioni di degradazione anaerobia danno luogo alla liberazione di prodotti come acidi carbossilici volatili, esteri e tioesteri, responsabili dell’odore nauseabondo dei rifiuti nella seconda fase della decomposizione;
  3. Terza fase: è anaerobia metanogena e si svolge dopo almeno 6-12 mesi dall’interramento dei rifiuti. LA biodegradazione batterica anaerobia procede lentamente e decompone gli acidi organici e gli altri prodotti sviluppati nella fase precedente. La trasformazione degli acidi, provoca un innalzamento del PH fino a valori prossimi alla neutralità o superiori. I prodotti principali della terza fase di decomposizione sono metano e anidride carbonica. Il metano prodotto viene fatto uscire dalla massa dei rifiuti in decomposizione tramite sfiatatoi e immediatamente bruciato. Il calore prodotto può avere destinazioni diverse per realizzare un’economia di gestione.

Quindi vengono eseguite analisi anche per la determinazione di:

  • Presenza di metano tramite FID
  • BOD
  • COD
  • VOC
  • H2S
  • O2
  • Percolato da discarica e acque di ruscellamento
  • Biogas

ANALISI SUL BIO STABILIZZATO:

  • Determinazione del ph
  • Determinazione del residuo a 105°
  • Determinazioni delle ceneri residue
  • Determinazione dell’umidità residua e tal quale
  • Determinazione dell’IRDP (Indice Respirometrico Dinamico Potenziale) tramite SPIRITUS:

Il modello SPIRITUS è un respirometro aerobico a flusso continuo dedicato alla valutazione della stabilità biologica delle biomasse mediante la determinazione dell’Indice Respirometrico Dinamico (UNI 11184:2016).

È adatto alla determinazione analitica routinaria della stabilità biologica su campioni di rifiuti solidi, biostabilizzati, bioessiccati e compost prelevati in tutte le fasi del processo di biostabilizzazione.

Lo strumento è composto da quattro elementi più il software di utilizzo fornito in dotazione:

  • Reattore adiabatico con cestello interno di circa 30 l per il contenimento della biomassa da analizzare
  • Unità elettronica di controllo con display per la visualizzazione in tempo reale dei parametri dei sensori e di calcolo. In questo modo è possibile monitorare lo stato dell’analisi senza bisogno di computer Sistema di raccolta condensa,Cella dei sensori
  • Il sensore ottico, utilizzato per la rilevazione dell’Ossigeno, ha numerosi vantaggi e si differenzia in maniera netta dal sensore polarografico e dal sensore elettrochimico per i seguenti punti:
  •  LETTURA: Il sensore OTTICO non necessita di un tempo di polarizzazione. Esso infatti è in grado di rilevare correttamente già all’accensione mentre il sensore polarografico richiede almeno 24 ore di stabilizzazione.
  •  MANUTENZIONE: Il sensore “polarografico” richiede di porre il liquido elettrolita (tossico!) nella cella e di sostituirlo frequentemente. Il sensore OTTICO invece è “plug and play” e in caso di variazione delle performance permette di gestire con largo anticipo l’eventuale manutenzione prima che il sensore diventi inutilizzabile.

ACCURATEZZA E DERIVA: Il sensore di tipo OTTICO consente di ottenere migliori prestazioni di accuratezza e stabilità nel tempo della lettura dell’Ossigeno rispetto a sensori di tipo elettrochimico e polarografico che sono molto sensibili a problematiche di deriva del segnale.