Anno: 2008
Pagine: 392
Abstract

Indice

PRESENTAZIONE

1. IL TRATTAMENTO BIOLOGICO DEI RIFIUTI URBANI IN ITALIA: COMPOSTAGGIO, TRATTAMENTO MECCANICO-BIOLOGICO, DIGESTIONE ANAEROBICA
   Premessa – La produzione di rifiuti urbani in Italia – Modalità di smaltimento/trattamento – Le matrici compostabili – Trasformazione dei rifiuti biodegradabili in fertilizzante: il compostaggio – Il trattamento meccanico-biologico (TMB) dei rifiuti – La digestione anaerobica – La certificazione di prodotto – Considerazioni conclusive

2. LE PROSPETTIVE ECONOMICHE DELLA DIGESTIONE ANAEROBICA DELLA FORSU
   Introduzione – I ricavi – Il conferimento della materia prima – La vendita dell’energia elettrica – Il meccanismo dei certificati verdi - Le valutazioni rischio-rendimento – Conclusioni – Ringraziamenti – Riferimenti bibliografici

3. IL BILANCIO ENERGETICO ED AMBIENTALE DI ALCUNI SCENARI DI DIGESTIONE ANAEROBICA DELLA FORSU
   Introduzione – Diffusione della digestione anaerobica e benefici conseguenti: una stima per la Lombardia – Analisi energetica ed ambientale di alcuni scenari di gestione della frazione organica putrescibile – La metodologia LCA applicata agli scenari di gestione della forsu – Descrizione degli scenari e analisi di inventario – Scenario 1 – Scenari 2A e 2B – Scenario 3 – Bilancio energetico – Efficienza energetica degli scenari analizzati – Valutazione energetica con tecnica LCA – Bilancio ambientale – Conclusioni – Riferimenti bibliografici

4. LA DIGESTIONE ANAEROBICA: I PRINCIPI DEL PROCESSO BIOLOGICO E I CRITERI DI DIMENSIONAMENTO
   Introduzione al processo anaerobico – Fasi del processo biologico e ceppi batterici coinvolti – Idrolisi – Acidogenesi – Acetogenesi – Metanogenesi idrogenotrofa – Metanogenesi acetoclastica – Parametri limitanti ed inibenti – Influenza della temperatura – Produzione di biogas e metano – Biodegradabilità anaerobica – Criteri e metodi di dimensionamento – Riferimenti bibliografici

5. LA DIGESTIONE ANAEROBICA: I METODI DI MISURA DELLA BIODEGRADABILITÀ
   Introduzione – Il bmp – Le metodiche di valutazione della biodegradabilità anaerobica e del bmp – Metodi di valutazione della produzione di biogas – Metodi manometrici – Metodi volumetrici – Procedure codificate e standardizzate – Sistemi commerciali – L’armonizzazione dei metodi di valutazione della biodegradabilità anaerobica – Conduzione dei test di bmp – Esempio 1 – Degradazione di un composto puro – Esempio 2 – Prove di degradazione di matrici organiche a bassi valori di F/M – Esempio 3 – Prove standard di valutazione del BMP di diverse matrici organiche – Riferimenti bibliografici

6. LE TECNICHE DI DIGESTIONE ANAEROBICA
   Introduzione – Classificazione dei processi di digestione anaerobica – Processi di digestione a fase unica – Digestione wet – Digestione semi-dry – Digestione – Processi di digestione a due fasi – Processi con schema senza ritenzione della biomassa – Sistemi con schema a ritenzione della biomassa – I processi batch – Riferimenti bibliografici

7. LE ALTERNATIVE DI UTILIZZO ENERGETICO DEL BIOGAS
   Introduzione – Utilizzo a fini energetici del biogas e del gas da discarica – Problematiche relative all’utilizzo del biogas e del gas da discarica – Tipologie di danneggiamento dovute alla presenza di contaminanti in motori a combustione interna – Composti solforati – Composti alogenati – Ammoniaca – Composti del silicio e silossani – Particolato solido – Tecnologie di trattamento per l’uso del biogas nei sistemi di conversione dell’energia – Sistemi primari – Sistemi secondari – Rimozione degli inquinanti dai gas combusti – Manutenzione programmata dei motori a biogas e gas da discarica – Turbine e microturbine a gas – Cicli rankine organici – Celle a combustibile – Conclusioni – Riferimenti bibliografici

8. DIGESTIONE ANAEROBICA E SMALTIMENTO DI FOP: PRETRATTAMENTI, SOLUZIONI TECNICHE E BILANCI DI MASSA
   Introduzione – Le tipologie di fop e la filiera di pretrattamento dei rifiuti – Caratteristiche delle fop diversamente raccolte – Dilacerazione – Deferrizzazione – Separazione di inerti e plastiche – Controllo pezzatura – Omogeneizzazione e regolazione del contenuto di umidità – La filiera di trattamento: applicazioni in piena scala – L’impianto di Camposampiero (PD) – L’impianto di Verona – L’impianto di Bassano – L’impianto di Treviso – Elementi di confronto tra i processi – Riferimenti bibliografici

9. L’INTEGRAZIONE TRA LA DIGESTIONE ANAEROBICA E IL COMPOSTAGGIO
   Substrati avviabili alla digestione anaerobica – La codigestione – I costi di investimento – La diffusione in Europa – Germania all’avanguardia nella tecnologia – La situazione in Italia – I sistemi integrati anaerobico/aerobico – Esempi di sistemi integrati anaerobico/aerobico – L’impianto di Camposampiero (PD), etra – L’impianto di Ieper, Belgio – Ricevimento rifiuto + pre-trattamento/condizionamento meccanico – Digestione anaerobica del rifiuto organico pre-trattato e disidratazione della frazione solida – Compostaggio/stoccaggio del prodotto finale – Utilizzo del biogas e dell’energia prodotta – Trattamento acque reflue e trattamento aria esausta/controllo odori – L’impianto di “Braunschweig-Watenbüttel”, Germania – Parametri di processo e bilanci – I costi – Azioni di sviluppo – Conclusioni – Riferimenti bibliografici

10. INQUADRAMENTO NORMATIVO RELATIVO AL TRATTAMENTO DI DIGESTIONE ANAEROBICA DI BIOMASSE AGRICOLE, AGROINDUSTRIALI E RIFIUTI ORGANICI SELEZIONATE ALL’USO AGRONOMICO DEL DIGESTATO
    Premessa – Le normative di riferimento – Analisi di alcuni casi – Digestione anaerobica di effluenti zootecnici, colture vegetali e residui di lavorazione agro-industriale di prodotti vegetali classificabili come sottoprodotti, con produzione di energia elettrica e/o termica e uso agronomico del digestato – Trasporto biomasse – Costruzione e gestione impianto per la produzione di EE – Costruzione e gestione impianto per la produzione di E termica – Uso agronomico del digestato – Digestione anaerobica di effluenti zootecnici, colture vegetali e residui di lavorazione di prodotti vegetali classificati come “rifiuti”, con produzione di energia elettrica e/o termica e uso agronomico del digestato – Trasporto biomasse – Costruzione e gestione impianto – Uso agronomico del digestato – Digestione anaerobica di biomasse classificate come “rifiuto” (forsu, fanghi di depurazione) e eventuali colture e/o sottoprodotti vegetali (assenza di effluenti zootecnici) con produzione di energia elettrica e/o termica e uso agronomico del digestato – Trasporto biomasse – Costruzione e gestione impianto – Uso agronomico del digestato

11. TRATTAMENTO E SMALTIMENTO DELLA FRAZIONE LIQUIDA: ALTERNATIVE INNOVATIVE DI RIMOZIONE DELL’AZOTO E DEL FOSFORO
    Introduzione – Processi di rimozione biologica dell’azoto – Processi basati sulla ossidazione arrestata a nitrito – Processo sharon – Processo di nitrosazione svincolato dall’età del fango – Processo anammox e processi combinati (Nitrosazione/anammox e canon) – Processi di rimozione chimica del fosforo – Prevenzione della precipitazione di struvite – Metodi di precipitazione forzata – Processo rem-nut – Cristallizzazione con aggiunta di reagenti – Cristallizzazione senza aggiunta di reagenti – Ringraziamenti – Riferimenti bibliografici

12. DIGESTIONE ANAEROBICA DI RSU SEPARATI ALLA FONTE E ALTRI CO-SUBSTRATI: STATO ED ESPERIENZE IN SVIZZERA
    Introduzione – Tecnologie utilizzate in Svizzera – Panoramica delle performance degli impianti commerciali svizzeri – Utilizzo dei prodotti – Fattori di ritorno economico ed energetico – Aspetti ecologici della digestione anaerobica – Conclusioni – Riferimenti bibliografici

13. DIGESTIONE ANAEROBICA DI RSU E ALTRI CO-SUBSTRATI: STATO ED ESPERIENZE IN SPAGNA
    Introduzione – Impianti per il trattamento della frazione organica dei rifiuti solidi urbani – Impianti di digestione anerobica in Spagna – Prodotti degli impianti di biogas in Spagna – Biogas – Prodotti di compostaggio – Materiali di recupero – Problemi associati agli impianti di digestione anaerobica – Co-digestione con altri substrati – Conclusioni – Riferimenti bibliografici

14. DIGESTIONE ANAEROBICA DI RSU RACCOLTI ALLA FONTE ED ALTRI CO-SUBSTRATI. STATO ED ESPERIENZE IN AUSTRIA
    Panoramica della gestione dei rifiuti in Austria – Produzione complessiva di rifiuti – Rifiuti domestici e assimilabili – Rifiuti biogenici da raccolta differenziata – Rifiuti da commercio – Rifiuti da cucine e mense – Sottoprodotti animali – Impianti di trattamento in Austria – Impianti di trattamento dei rifiuti in Austria – Impianti di biogas – Casi di studio – La situazione a Vienna – L’esperienza Marchfelder Bioenergie (Komptech) – L’esperienza Roppen (Kompogas, Thöni) – Riferimenti bibliografici

15. LA DIGESTIONE ANAEROBICA DI FORSU ED ALTRE BIOMASSE: STATO ED ESPERIENZE IN GERMANIA
    Introduzione – Processi di degradazione anaerobica – Produzione di energia dal biogas – Fermentazione anaerobica di rifiuti da cucina da raccolta differenziata e rifiuti da giardino (biowaste) – Pretrattamento meccanico biologico di rifiuti solidi urbani (rsu) – Produzione di biogas da rifiuti agricoli e prodotti – Co-fermentazione – Aspetti specifici – Esempio di un impianto di co-digestione utilizzando reflui zootecnici e mais – Sintesi e conclusioni – Riferimenti bibliografici

16. PRODUZIONE DI ENERGIA DA FONTE RINNOVABILE E SALVAGUARDIA DELL’AMBIENTE: L’INTEGRAZIONE DEI CICLI DI TRATTAMENTO ACQUE E RIFIUTI ORGANICI
    Introduzione – Un po’ di storia – L’integrazione dei cicli di trattamento acque reflue-rifiuti organici – L’impianto di depurazione di Treviso – Considerazioni economiche – L’impianto di Treviso – Costi e rendimenti – Impatto ambientale della digestione anaerobica – Conclusioni – Riferimenti bibliografici

17. IL TRATTAMENTO DEGLI SCARTI ORGANICI PRESSO IL POLO ECOLOGICO DI PINEROLO
    Premessa – Da impianto di bacino ad impianto di ambito ato-r provincia di Torino – Fattori chiave nella scelta dell’integrazione anaerobica-aerobica – Il trattamento degli scarti organici presso il polo ecologico di Pinerolo – Il processo anaerobico – Il processo aerobico – Controllo tracciabilità e monitoraggio del processo – Analisi dettagliata della digestione anaerobica: dati di processo – Controlli di processo – Dati di gestione – Conclusioni – Riferimenti bibliografici

18. L’IMPIANTO DI TRATTAMENTO INTEGRATO ANAEROBICO/AEROBICO DI OLMETO DI MARSCIANO (PG)
    Introduzione – L’impianto e la S.I.A. S.p.A. – Descrizione dell’impianto – Adduzione mediante condotta ed equalizzazione dei liquami – Ricevimento altre biomasse non canalizzate – 2.2.1. Reflui suini – Pollina da ovaiole – Frazione organica da raccolta differenziata – Sangue di macellazione – Siero di latte – Digestione anaerobica – Trattamento del digestato – Lagunaggio e utilizzo delle acque azotate – Trattamento del biogas – Utilizzo del biogas – Forni di essiccazione del tabacco – Serre – Torcia – Valorizzazione agronomica del digestato ispessito – Il monitoraggio del processo – Conclusioni

19. IL TRATTAMENTO DELLE FRAZIONI ORGANICHE MEDIANTE DIGESTIONE ANAEROBICA NEGLI IMPIANTI DI BASSANO (VI) E CAMPOSAMPIERO (PD)
    L’impianto di Bassano del Grappa (VI) – L’impianto di Camposampiero – Valutazione gestionale dei processi di Bassano e Camposampiero – L’impianto di Bassano – L’impianto di Camposampiero – Energia prodotta – Considerazioni finali

20. DIGESTIONE ANAEROBICA INTEGRATA NEI RIFUGI DI MONTAGNA: ESPERIENZE E PROSPETTIVE
    Introduzione – Impianto pilota per la separazione dei flussi – Toilette a setti e sistema di raccolta – Quantità e qualità dei flussi separati – Test di produzione del metano – Produzione potenziale di metano con singoli substrati – Produzione potenziale di metano con miscele – Produzione potenziale in presenza di elevate concentrazioni di ammoniaca – Test in reattori semi-continui – Applicazione del sistema Aquanova ai rifuti di montagna – Conclusioni – Riferimenti bibliografici

Indice

PARTE PRIMA
CENNI TEORICI DI IDRAULICA E IDROLOGIA

1. PRINCIPI DI IDRAULICA
   Il teorema di Bernoulli – Definizioni fondamentali – Impianti elettrici – Flusso dell’acqua nei tubi – Numero di Reynolds – Perdite di carico dovute all’attrito – Perdite dovute alla turbolenza – Moto nei canali a pelo libero – Progetto idraulico e requisiti strutturali delle condotte forzate – Diametro della condotta forzata – Spessore della parete del tubo

2. ELEMENTI DI IDROLOGIA TECNICA
   Altezze e intensità di pioggia – Apparecchi di misura – Rete pluviometrica ed osservazioni – Tipi pluviometrici italiani – Piogge su zone estese e bacino imbrifero – Regime dei corsi d’acqua italiani – Bilancio idrologico – Bacini glaciali, nivo-glaciali e pluviali – Osservazioni idrometriche – Misure di portata – Portate di massima piena – Diagrammi delle portate e dei deflussi

3. CLASSIFICAZIONI ED ELEMENTI CARATTERISTICI
   Classificazioni – Potenza di un impianto – Energia ritraibile da un impianto – Termini caratteristici delle utilizzazioni

4. DIMENSIONAMENTO DI UN IMPIANTO IDROELETTRICO
   Elementi caratteristici di una utilizzazione – Curva di concentrazione – Grandi serbatoi di regolazione – Casi particolari di regolazione – Deflusso minimo vitale

PARTE SECONDA
ASPETTI IDRAULICI, CIVILI ED ELETTROMECCANICI

1. ASPETTI PROGETTUALI DELLE SINGOLE OPERE
   Introduzione – Impianti fluviali senza canale di restituzione – Impianti con canale di derivazione a pelo libero – Impianti con derivazione in pressione e condotte forzate – Impianti direttamente connessi a dighe di ritenuta – Impianti ad accumulazione con pompe

2. PICCOLI IMPIANTI IDROELETTRICI
   Strutture per opere di presa e bacini di accumulo – Dighe – Traverse di derivazione – Sfioratore di superficie – Dissipatori di energia – Scarichi di fondo – Deviazione del fiume in fase di costruzione – Opere idrauliche – Opere di presa – Bacino o vasca di carico – Opere elettromeccaniche in corrispondenza della presa – Canali a pelo libero – Condotte forzate – Canali di restituzione

3. EQUIPAGGIAMENTO ELETTROMECCANICO
   Edificio della centrale – Turbine idrauliche – Criteri di classificazione – Criteri di scelta della turbina

4. PROGETTAZIONE E COSTRUZIONE DELLE DIGHE IN CALCESTRUZZO
   Generalità – Definizioni – Fondazioni di dighe a gravità e ad arco – Dighe a gravità, criteri di progetto – Metodo di resistenza al taglio (shear-friction method) – Metodo dell’equilibrio limite – Verifiche di resistenza – Calcestruzzi e giunti di contrazione – Dighe ad arco, criteri di progetto – Modelli fisici e numerici – Progettazione degli scavi della diga – Iniezione dei giunti – Raffreddamento del calcestruzzo – Trattamento delle fondazioni – Strumentazione di controllo

5. IMPIEGO DEL CALCESTRUZZO RULLATO E COMPATTATO PER LA COSTRUZIONE DELLE OPERE IDRAULICHE
   Introduzione – Il materiale da costruzione – Cemento – Cenere leggera – Aggregati – Studio della composizione del calcestruzzo – Tipologie di calcestruzzi per dighe – Proporzionamento del calcestruzzo rullato e sue proprietà – Resistenza a compressione – Resistenza a trazione – Modulo di elasticità – Permeabilità – Metodologie costruttive

PARTE TERZA
ASPETTI GEOLOGICI E GEOTECNICI

1. ASPETTI GEOLOGICI E GEOTECNICI
   Introduzione – Le attività di progettazione – L’indagine geologica – I parametri geomeccanici – Criteri per la valutazione delle caratteristiche meccaniche dell’ammasso roccioso – Prove e modello geomeccanico – Impiego delle classifiche tecniche – Caratteristiche di resistenza dell’ammasso roccioso – Previsione della deformabilità mediante classifiche tecniche

2. TRATTAMENTO E MIGLIORAMENTO DELLE FONDAZIONI ROCCIOSE DELLE GRANDI DIGHE
   Premessa – Iniezioni – Generalità – Materiali per le iniezioni – Pressioni e permeabilità – Metodi di iniezione – Iniezioni di consolidamento – Iniezioni di impermeabilizzazione – Iniezioni di contatto o sutura – Assorbimenti – Drenaggi – Scopo – Procedimento

3. PROGETTAZIONE E COSTRUZIONE DELLE DIGHE IN TERRA
   Introduzione – Il programma di indagine – Scelta e definizione della soluzione: tipo di diga – Dighe non zonate (omogenee) – Dighe zonate a nucleo largo – Dighe zonate a nucleo sottile – Dighe zonate a nucleo inclinato – Dighe con manto impermeabile – Hydraulic fills – Discariche di sterili di miniera (Tailings dams) – Fasi costruttive ed operative della diga – Metodo dell’equilibrio limite – Moto di filtrazione attraverso la diga – Sifonamento e sollevamento del fondo scavo – Progettazione dei drenaggi – Controllo della filtrazione – Aspetti fondamentali per la costruzione di un’opera in terra – Studio delle cave di prestito – Definizione delle caratteristiche di compattazione – La pressione interstiziale in un rilevato di terreno coesivo – Strumentazione