ITMI20111141A1 - Metodo ed impianto di trattamento di ceneri pesanti - Google Patents

Description

METODO ED IMPIANTO DI TRATTAMENTO DI CENERI PESANTI

La presente invenzione riguarda il trattamento delle ceneri pesanti decadenti dagli impianti di combustione ed in particolare un metodo ed un impianto di trattamento che prevedono un lavaggio con acqua delle ceneri pesanti.

La combustione à ̈ utilizzata come processo di trattamento per una vasta gamma di prodotti, sostanze e materiali, come ad esempio i rifiuti solidi urbani. Durante la combustione vengono prodotti vari tipi di residui solidi, la cui frazione maggiore à ̈ costituita da ceneri pesanti, note nel settore come “bottom ashes†. Come noto, le ceneri pesanti possono essere vantaggiosamente riutilizzate come materiali inerti da costruzione a condizione che siano sottoposte ad opportuni trattamenti volti ad eliminare le principali sostanze inquinanti in esse contenute, in particolare i metalli pesanti come Cu, Cr, Pb, Zn, Sb e Mo, ed i sali come i cloruri ed i solfati. Le ceneri pesanti presentano infatti buone proprietà tecniche che ne consentono l’uso in opere di costruzione civili quali fondi stradali e barriere acustiche. Inoltre, le ceneri pesanti possono essere utilizzate come materiali inerti per la produzione di cemento, calcestruzzo e aggregati, nonché come materiale di ricopertura dei rifiuti nelle discariche.

In generale, il trattamento delle ceneri pesanti può prevedere il loro invecchiamento mediante carbonatazione con CO2, che provoca la precipitazione di alcune sostanze inquinanti in esse contenute, in particolare dei metalli pesanti, sotto forma di carbonati insolubili. L’invecchiamento à ̈ generalmente combinato con la comminuzione e la vagliatura delle ceneri pesanti, nonché con il recupero, mediante separazione, dei materiali metallici in esse contenuti, come à ̈ tipicamente il caso dei rifiuti solidi urbani.

L’impiego delle ceneri pesanti à ̈ regolato da leggi e normative nazionali, come ad esempio il decreto ministeriale italiano 186/2006 e successive modificazioni, che stabilisce i limiti nella cessione di sostanze inquinanti da parte delle ceneri pesanti al contatto con acqua.

La qualità ambientale delle ceneri pesanti in termini di cessione di sostanze inquinanti viene valutata mediante il cosiddetto “test di cessione†o “leaching test†di cui alla normativa UNI-EN 12457-2, nei quali si misura la loro attitudine alla cessione di inquinanti organici ed inorganici al contatto con acqua.

Il riutilizzo degli inerti derivanti dal trattamento delle ceneri pesanti à ̈ inoltre regolato da normative tecniche di settore, quali ad esempio:

− UNI EN 12620: Aggregati per calcestruzzo;

− UNI EN 13043: Aggregati per conglomerati bituminosi;

− UNI EN 13139: Aggregati per malte;

− UNI EN 13242: Aggregati per opere di ingegneria civile.

I valori limite attualmente imposti dalle normative italiane per il riutilizzo delle ceneri pesanti come materiali inerti da costruzione sono relativamente restrittivi rispetto al contesto europeo, il che ne determina un impiego piuttosto limitato e pari a circa il 20% della quantità totale prodotta annualmente.

Per migliorare la qualità delle ceneri pesanti in vista del loro smaltimento e/o riutilizzo a norma di legge sono sempre più spesso utilizzati processi di lavaggio con acqua.

Il lavaggio à ̈ utilizzato principalmente per rimuovere componenti altamente solubili in acqua, come, ad esempio, sali, metalli pesanti e residui incombusti di sostanze organiche, limitando così notevolmente la cessione di queste sostanze inquinanti durante il loro utilizzo come materiali inerti da costruzione o di ricoprimento in discarica, che potrebbe causare danni ingenti alle strutture ed alle persone oltre che all’ambiente circostante.

Per ottenere ceneri pesanti in grado di rispettare gli attuali vincoli imposti dalle normative in termini di cessione di sostanze inquinanti, il lavaggio deve essere effettuato utilizzando rapporti ponderali tra acqua fresca e ceneri pesanti piuttosto alti e pari a circa 3:1, in modo che una volta effettuato il lavaggio le acque scaricate in fognatura o in corsi d’acqua superficiali abbiano un contenuto di sostanze inquinanti, in particolare di cloruri, conforme ai requisiti di legge. Così, ad esempio, per recuperare una tonnellata di ceneri pesanti sono necessari circa 3 m<3>di acqua fresca.

Questo si traduce in un elevatissimo consumo di acqua, che mette fortemente in discussione l’opportunità, sia economica che ambientale, di recuperare elevati quantitativi di ceneri pesanti. Le ingenti quantità d’acqua utilizzate nei trattamenti di lavaggio infatti si caricano di sostanze inquinanti che richiedono successivi trattamenti di depurazione sottoposti a severi vincoli ambientali, per cui ai costi legati all’impiego dell’acqua si sommano quelli legati ai suoi successivi trattamenti di depurazione e smaltimento in fognatura o in corsi d’acqua superficiali.

Esiste dunque l’esigenza di fornire un metodo ed un impianto di trattamento delle ceneri pesanti mediante lavaggio con acqua che consentano di superare gli inconvenienti sopra indicati, ed in particolare di ridurre il consumo d’acqua fresca, il che costituisce uno scopo della presente invenzione.

È altresì uno scopo della presente invenzione fornire un metodo ed un impianto di trattamento e recupero delle ceneri pesanti mediante lavaggio con acqua che consentano di recuperare una percentuale di materiali inerti dalle ceneri pesanti trattate maggiore di quella attualmente recuperabile con i metodi e gli impianti di trattamento noti.

Un’idea di soluzione alla base della presente invenzione à ̈ quella di suddividere il trattamento di lavaggio con acqua delle ceneri pesanti in due stadi distinti in ciascuno dei quali il lavaggio à ̈ combinato con almeno una fase di vagliatura ed una fase di slimatura ed idrociclonatura. In entrambi gli stadi di lavaggio l’acqua utilizzata viene ricircolata in continuo previa una fase di chiariflocculazione con trattamento chimico, con l’utilizzo di acqua fresca di risciacquo solo nel secondo stadio di lavaggio.

Secondo la presente invenzione, inoltre, le ceneri pesanti trattenute mediante vagliatura nel primo stadio di lavaggio sono sottoposte ad una fase di comminuzione prima del secondo stadio di lavaggio.

Grazie a queste caratteristiche à ̈ possibile abbattere efficacemente il contenuto di sostanze inquinanti contenute nelle ceneri pesanti utilizzando complessivamente una quantità d’acqua fresca molto minore di quella utilizzata in un impianto di lavaggio tradizionale, a tutto beneficio dell’ambiente.

Un vantaggio offerto dall’invenzione à ̈ che la fase di comminuzione prevista tra i due stadi di lavaggio conferisce alle ceneri pesanti una granulometria conforme a quella richiesta dal test di cessione attualmente previsto dalle normative di settore, per cui à ̈ possibile verificare la conformità delle ceneri pesanti ai requisiti di legge direttamente all’uscita dell’impianto senza sottoporle ad ulteriori fasi di comminuzione che potrebbero liberare ulteriori sostanze inquinanti.

Un altro vantaggio offerto dall’invenzione à ̈ che tra i due stadi di lavaggio può essere inserita una fase di separazione e recupero dei materiali metallici, ferrosi e non ferrosi. La previsione di una fase di separazione dei materiali metallici tra i due stadi di lavaggio consente di recuperare pressoché la totalità dei materiali metallici presenti nelle ceneri pesanti, in quanto esse presentano dimensioni ottimali per la separazione grazie alla fase di comminuzione che precede il primo stadio di lavaggio ed alla vagliatura operata nel primo stadio di lavaggio.

Inoltre, grazie al primo stadio di lavaggio i materiali metallici separati e recuperati sono sostanzialmente privi delle principali sostanze inquinanti che caratterizzano le ceneri pesanti, il che ne migliora notevolmente la qualità in vista del successivo utilizzo.

La separazione dei materiali metallici può essere vantaggiosamente combinata con la vagliatura delle ceneri pesanti, consentendo di ottimizzare il processo di recupero in funzione della granulometria delle ceneri pesanti in uscita dal primo stadio di lavaggio.

Ancora un vantaggio offerto dall’invenzione à ̈ che l’acqua di ricircolo chiarificata e trattata nel secondo stadio di lavaggio può essere inviata al primo stadio di lavaggio come reintegro per compensare eventuali perdite di impianto.

Ulteriori vantaggi e caratteristiche del metodo e dell’impianto di trattamento delle ceneri pesanti secondo la presente invenzione risulteranno evidenti agli esperti del ramo dalla seguente descrizione dettagliata e non limitativa di sue forme realizzative con riferimento agli annessi disegni in cui:

- la figura 1 à ̈ un diagramma a blocchi che mostra schematicamente le sezioni principali dell’impianto secondo l’invenzione;

- la figura 2 à ̈ un diagramma a blocchi che mostra schematicamente il primo stadio di lavaggio dell’impianto secondo l’invenzione;

- la figura 3 à ̈ un diagramma a blocchi che mostra schematicamente il secondo stadio di lavaggio dell’impianto secondo l’invenzione; e

- la figura 4 à ̈ un diagramma a blocchi che mostra schematicamente la sezione di separazione dei materiali metallici dell’impianto secondo l’invenzione.

Facendo riferimento alla figura 1 il metodo di trattamento secondo l’invenzione comprende una fase iniziale di stoccaggio ed invecchiamento delle ceneri pesanti in una sezione S1. Le ceneri derivanti da impianti di combustione, ad esempio da un impianto di termovalorizzazione di rifiuti solidi urbani, vengono immagazzinate in cumuli ed esposte per un periodo di tempo prestabilito agli agenti atmosferici. Il contatto con l’anidride carbonica e l’umidità provoca una serie di reazioni chimiche di carbonatazione che favoriscono la precipitazione di alcuni contaminanti, in particolare i metalli pesanti, come carbonati insolubili, riducendo così i rischi ambientali legati al futuro smaltimento e/o riutilizzo delle ceneri pesanti.

Inoltre, l’invecchiamento riduce il rischio di incrostazioni e depositi nei macchinari atti ad effettuare il lavaggio delle ceneri pesanti, in quanto favorisce la precipitazione di elementi come il calcio in forma di carbonati.

L’invecchiamento effettuato mediante semplice esposizione agli agenti atmosferici richiede generalmente tempi compresi tra 90 e 180 giorni. In alternativa possono essere impiegati processi accelerati, nei quali le ceneri pesanti vengono umidificate mediante irrigazione e trattate con flussi di anidride carbonica.

Le ceneri pesanti invecchiate vengono tipicamente prelevate mediante benne movimentate da carri-ponte ed alimentate verso una tramoggia di carico dell’impianto di trattamento. Alternativamente, le ceneri pesanti potrebbero essere prelevate e movimentate da pale gommate.

Le ceneri pesanti così caricate vengono inviate ad una sezione S2 nella quale vengono sottoposte ad una fase di comminuzione in un trituratore/frantumatore provvisto, ad esempio, di alberi controrotanti, nel quale esse vengono ridotte dimensionalmente ad una granulometria idonea al lavaggio, ad esempio inferiore a 200 mm. Le ceneri triturate/frantumate vengono raccolte su un nastro trasportatore per essere inviate al lavaggio.

Durante la fase di comminuzione eventuali frazioni inerti di grandi dimensioni presenti nelle ceneri vengono fortemente ridotte dimensionalmente, con il duplice beneficio di proteggere i macchinari che effettuano il lavaggio e di liberare eventuali inclusioni metalliche in esse presenti.

La fase di comminuzione favorisce inoltre una distribuzione uniforme delle ceneri sul nastro trasportatore a valle del frantumatore, il che consente di misurare e regolare con accuratezza la portata di ceneri inviate al lavaggio, ad esempio mediante un sistema di pesatura a celle di carico applicato al nastro di alimentazione stesso.

A valle della sezione di comminuzione S2 le ceneri pesanti vengono sottoposte a lavaggio con acqua.

Secondo la presente invenzione, il lavaggio delle ceneri pesanti viene suddiviso in due stadi distinti, rispettivamente indicati come S3 ed S4, in ciascuno dei quali il lavaggio à ̈ combinato con almeno una fase di vagliatura ed una fase di slimatura ed idrociclonatura. Tra i due stadi di lavaggio inoltre, le ceneri pesanti sono sottoposte ad un’ulteriore fase di comminuzione.

Facendo ora riferimento alla figura 2, nel primo stadio di lavaggio S3, le ceneri frantumate che viaggiano sul nastro trasportatore vengono caricate in un lavatore 31 e trascinate al suo interno mediante un flusso di acqua. Il rapporto ponderale tra acqua e ceneri pesanti nel primo stadio di lavaggio S3 à ̈ molto alto, ad esempio pari a circa 3÷5:1, il che consente di sciogliere la quasi totalità dei sali. Nel lavatore 31 i materiali più pesanti tendono ad avanzare più lentamente, mentre una frazione leggera, costituita principalmente da sostanze organiche incombuste e formazioni minerali che hanno, ad esempio, una densità inferiore a quella dell’acqua, vengono sollevati e trascinati dal flusso d’acqua, e possono così essere separati dalle ceneri pesanti.

L’acqua viene preferibilmente fatta circolare in controcorrente rispetto alla direzione di alimentazione delle ceneri pesanti, il che consente di separare più facilmente la frazione leggera.

Il lavatore 31 à ̈ preferibilmente del tipo a tamburo rotante, in cui il tamburo rotante à ̈ provvisto di una pluralità di palette che consentono di stabilire meccanismi di lavaggio che non si basano solo sul passaggio in soluzione dei contaminanti, ma anche su una serie di interazioni meccaniche fra le particelle delle ceneri quali attrito, abrasione, urti e simili.

La frazione leggera separata dal lavatore 31 viene inviata ad uno sgrigliatore vibrante 32.

Lo sgrigliatore vibrante 32 Ã ̈ configurato per trattenere le sostanze organiche incombuste, che vengono raccolte su un nastro trasportatore (non mostrato) e trasportate in un apposito contenitore di stoccaggio.

Le formazioni minerali e l’acqua che invece passano attraverso le maglie dello sgrigliatore vibrante 32 confluiscono, ad esempio per gravità, ad un gruppo 33 di slimatura ed idrociclonatura che ne consente il recupero in forma di sabbie fini, ad esempio di granulometria minore o uguale a 2 mm. Il gruppo 33 di slimatura ed idrociclonatura può comprendere una cella di attrizione 33a e separatori gravimetrici a spirale 33b che consentono di lavare ulteriormente la miscela di acqua e sabbia separata mediante idrociclonatura. In particolare, la cella di attrizione 33a sottopone la miscela di acqua e sabbia ad una forte agitazione così da realizzare urti e sfregamenti fra le particelle che di fatto continuano l’azione meccanica di separazione delle sostanze inquinanti. La miscela di acqua e sabbia che esce dalla cella di attrizione 33a fluisce, ad esempio per gravità, nei separatori gravimetrici a spirale 33b, che, per effetto combinato di azioni centrifughe e gravitazionali, consentono la separazione e l’eliminazione di residui di frazioni organiche e di frazioni minerali leggere che contengono la maggior parte delle sostanze inquinanti dagli inerti recuperabili.

I residui di frazioni organiche e le frazioni minerali leggere in uscita dai separatori gravimetrici a spirale, che hanno una granulometria minore di 2 mm, vengono asciugate su un vibroasciugatore 34 e successivamente immagazzinate per essere avviate allo smaltimento. La restante frazione inerte di granulometria minore o uguale di 2 mm viene invece inviata al vibroasciugatore 36 assieme agli inerti di granulometria minore o uguale di 4 mm provenienti dalla vagliatura e successivamente immagazzinate per essere avviate al recupero. L’acqua recuperata dal vibroasciugatore 34 viene rinviata al gruppo 33 di slimatura ed idrociclonatura consentendo il recupero di ulteriori frazioni organiche e frazioni minerali.

A valle del lavatore 31 à ̈ inoltre presente un gruppo 35 di vagliatura comprendente una pluralità di vagli con maglie di dimensioni progressivamente più fini atti a trattare i materiali più pesanti separati dai materiali organici incombusti e dalle frazioni minerali leggere che passano attraverso il lavatore 31.

Nella forma realizzativa illustrata in figura 2 sono mostrati schematicamente tre vagli disposti in cascata e rispettivamente atti a trattenere frazioni granulometriche maggiori di 40 mm, 10 mm e 4 mm. Più in generale il gruppo 35 di vagliatura à ̈ preferibilmente configurato per trattenere frazioni delle ceneri lavate di granulometria maggiore di 4 mm.

I vagli del gruppo 35 di vagliatura possono essere vantaggiosamente integrati nel lavatore 31.

I materiali inerti raccolti a valle del gruppo 35 di vagliatura e quelli provenienti dal gruppo 33 di slimatura e idrociclonatura vengono inviati ad un vibroasciugatore 36 e quindi immagazzinati in un apposito contenitore. Anche in questo caso l’acqua recuperata dal vibroasciugatore 36 viene rinviata al gruppo 33 di slimatura ed idrociclonatura.

Tutta l’acqua utilizzata per il lavaggio delle ceneri pesanti nel primo stadio di lavaggio S3 viene totalmente ricircolata in continuo, cioà ̈, una volta avviato l’impianto, il primo stadio di lavaggio S3 non necessita di alimentazione di acqua fresca durante il suo funzionamento. Il percorso dell’acqua di ricircolo nel primo stadio di lavaggio S3 à ̈ indicato in figura 2 mediante linee tratteggiate.

Per poter ricircolare l’acqua torbida, c ioà ̈ l ’acqua contenente una frazione minerale finissima, à ̈ necessario prevedere un’opportuna fase di chiariflocculazione con trattamento chimico. L’impianto secondo l’invenzione comprende a questo scopo un gruppo 37 di chiariflocculazione e una vasca 38 di trattamento chimico al quale viene inviata tutta l’acqua uscente dal gruppo 33 di slimatura ed idrociclonatura e dai vibroasciugatori 34 e 36. Nel gruppo 37 di chiariflocculazione viene effettuato un processo di chiariflocculazione dell’acqua che consente inoltre il recupero di fanghi disidratati. I fanghi disidratati, che hanno un contenuto di umidità di circa il 40%, trattengono la maggior parte dei sali presenti in soluzione nell’acqua di lavaggio delle ceneri pesanti e possono essere avviati al recupero nei cementifici.

Inoltre, prima del ricircolo verso il lavatore 31 l’acqua sottoposta al processo di chiariflocculazione viene raccolta in un’apposita vasca di accumulo 38 nella quale viene effettuato un trattamento chimico con il dosaggio di additivi per la regolazione del pH e per la precipitazione delle sostanze inquinanti, in particolare i metalli pesanti, nonché agenti antischiuma ed agenti anti incrostanti.

La presenza di materiali organici incombusti nelle ceneri pesanti avviate al lavatore del primo stadio di lavaggio può causare odori sgradevoli a causa dei moti turbolenti a cui sono sottoposte le ceneri pesanti durante il lavaggio. Per questo motivo può essere vantaggiosamente previsto il dosaggio di una soluzione ossidante, ad esempio di ipoclorito di sodio nell’acqua che alimenta il lavatore 31, ad esempio sulla mandata della pompa di ricircolo. In questo modo si garantisce un adeguato tempo di contatto tra la soluzione di ipoclorito di sodio e le sostanze organiche volatili nel lavatore 31, favorendone l’ossidazione e quindi sopprimendo sul nascere gli odori sgradevoli.

Prendendo ad esempio un trattamento di ceneri pesanti derivanti dalla combustione di rifiuti solidi urbani, il primo stadio di lavaggio S3 consente di trattare il 100% delle ceneri pesanti in ingresso e di separarne circa l’8% in forma di fanghi disidratati, circa il 22% in forma di materiali inerti di granulometria minore di 4 mm e circa il 20% in forma di materiali metallici, la cui modalità di separazione verrà trattata più avanti. Il restante 50% delle ceneri pesanti viene inviato al secondo stadio di lavaggio S4.

I materiali inerti recuperati nel primo stadio di lavaggio S3 presentano una concentrazione di sostanze inquinanti, in particolare cloruri e composti organici (parametro COD, Chemical Oxygen Demand), leggermente superiore ai limiti previsti dal test di cessione, ma comunque inferiore ai valori previsti dalle normative UNI-EN di settore per il riutilizzo come materiali inerti da costruzione.

Facendo ancora riferimento alla figura 1, secondo la presente invenzione le ceneri pesanti trattenute dai vagli del gruppo 35 di vagliatura del primo stadio di lavaggio S3 vengono sottoposte ad un’ulteriore fase di comminuzione allo scopo di conferire loro una granulometria conforme ai requisiti dei test di cessione previsti dalle normative di settore, in particolare una granulometria minore o uguale a 4 mm. Questa ulteriore fase di comminuzione viene effettuata in una sezione S5 dell’impianto. Le ceneri pesanti ulteriormente ridotte dimensionalmente vengono quindi inviate al secondo stadio di lavaggio S4.

La comminuzione delle ceneri pesanti effettuata preventivamente al secondo stadio di lavaggio S4 consente di liberare ulteriori elementi inquinanti e sali che possono così essere efficacemente eliminati mediante il secondo lavaggio.

Facendo ora riferimento alla figura 3, analogamente al primo stadio di lavaggio S3 anche il secondo stadio di lavaggio S4 comprende un lavatore 41, ad esempio un lavatore a tamburo rotante come nel primo stadio di lavaggio S3, a valle del quale sono disposti un vaglio 42, che consente di trattenere eventuali residui di granulometria maggiore di 4 mm, ed un gruppo 43 di slimatura ed idrociclonatura che consente di separare la frazione minerale leggera in uscita dal lavatore 41.

Le frazioni granulometriche maggiori di 4 mm trattenute mediante vagliatura possono essere vantaggiosamente rinviate a monte dell’impianto al primo stadio di lavaggio S3 consentendone un nuovo lavaggio ed una nuova comminuzione.

I materiali inerti di granulometria minore o uguale a 4 mm recuperati attraverso il gruppo 43 di slimatura ed idrociclonatura vengono inviati ad un vibroasciugatore 44 e quindi immagazzinati in un apposito contenitore.

Analogamente al primo stadio di lavaggio S3, nel secondo stadio di lavaggio S4 l’acqua utilizzata nel lavatore 41 viene preferibilmente fatta circolare in controcorrente rispetto alla direzione di alimentazione delle ceneri pesanti, consentendo una più efficace azione di rimozione delle sostanze inquinanti.

Nel secondo stadio di lavaggio S4 il rapporto ponderale tra acqua e ceneri pesanti à ̈ più basso rispetto a quello del primo stadio S3 e pari a circa 2:1, il che à ̈ reso possibile in quanto, come sopra spiegato, le ceneri pesanti avviate al secondo stadio di lavaggio S4 sono circa il 50% di quelle introdotte nell’impianto.

Parte dell’acqua utilizzata nel secondo stadio di lavaggio S4 à ̈ acqua fresca, che viene alimentata nell’impianto esclusivamente nel secondo stadio di lavaggio S4 ed à ̈ in un rapporto ponderale di circa 1:1 con le ceneri pesanti in esso trattate. Sempre con riferimento all’esempio del trattamento di ceneri pesanti derivanti dalla combustione di rifiuti solidi urbani, considerando che le ceneri pesanti avviate al secondo stadio di lavaggio sono circa il 50% del totale, il rapporto ponderale tra acqua fresca e ceneri pesanti che caratterizza l’impianto secondo l’invenzione à ̈ dunque pari a circa 0.5:1, cioà ̈ circa un sesto di quello che caratterizza un impianto di lavaggio di tipo tradizionale.

Come in figura 2, anche in figura 3 il percorso di ricircolo dell’acqua à ̈ indicato schematicamente mediante linee tratteggiate. Il percorso di alimentazione dell’acqua fresca à ̈ invece indicato mediante linee a tratto e punto.

La sorgente (non mostrata) di acqua fresca che alimenta il lavatore 41 del secondo stadio di lavaggio S4 può essere inoltre collegata al vaglio 42 ed eventualmente anche al vibroasciugatore 44, consentendo così di effettuare un ulteriore lavaggio o risciacquo dei materiali inerti prima della loro raccolta.

Analogamente al primo stadio di lavaggio S3, anche il secondo stadio di lavaggio S4 comprende un gruppo 45 di chiariflocculazione del tutto analogo al gruppo 37 di chiariflocculazione del primo stadio di lavaggio S3. Anche in questo caso vengono recuperati fanghi disidratati, che contengono i residui dei sali e delle sostanze inquinanti presenti nelle ceneri sottoposte alla seconda fase di lavaggio.

A valle del gruppo 45 di chiariflocculazione à ̈ presente un gruppo 46 per la depurazione delle acque di supero prima dello scarico nella pubblica fognatura o in corsi d’acqua superficiali, in modo che esse siano conformi ai requisiti previsti dalle normative vigenti. Le acque di supero vengono sottoposte ad un trattamento chimicofisico con flocculazione, aggiunta di additivi per la regolazione del pH e la precipitazione di metalli pesanti e successiva chiariflocculazione . Le acque di supero possono essere inoltre sottoposte ad un trattamento biologico preferibilmente a fanghi attivi. Infine, à ̈ prevista una fase di filtrazione a sabbia con filtri a quarzite che serve a garantire ulteriormente il rispetto dei limiti di legge per quanto riguarda i solidi sospesi.

Ancora con riferimento all’esempio di trattamento di ceneri pesanti derivanti dalla combustione di rifiuti solidi urbani, il secondo stadio di lavaggio S4 consente di trattare il restante 50% delle ceneri pesanti e di recuperarne circa il 45% in forma di materiali inerti di granulometria minore di 4 mm e circa il 5% in forma di fanghi disidratati.

I materiali inerti recuperati nel secondo stadio di lavaggio S4 presentano una concentrazione di sostanze inquinanti inferiore ai valori previsti dalle normative UNI-EN di settore per il riutilizzo come materiali da costruzione e nei limiti imposti dai test di cessione a livello nazionale.

Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, tra il primo ed il secondo stadio di lavaggio S3 e S4 può essere prevista una sezione S6 atta a consentire la separazione dei materiali metallici eventualmente contenuti nelle ceneri pesanti. Questo à ̈ tipicamente il caso delle ceneri pesanti decadenti da un impianto di combustione di rifiuti solidi urbani.

Secondo la presente invenzione la sezione S6 à ̈ inoltre disposta a monte dell’ulteriore sezione di comminuzione S5.

La separazione dei materiali metallici effettuata tra il primo ed il secondo stadio di lavaggio consente di ottenere materiali metallici di recupero lavati e quindi sostanzialmente privi delle sostanze inquinanti presenti nelle ceneri pesanti.

Inoltre, la separazione viene effettuata su ceneri pesanti già sottoposte a comminuzione e quindi più adatte alla separazione rispetto a quelle presenti all’ingresso nell’impianto in quanto di dimensioni ridotte, ad esempio inferiori a 200 mm.

Facendo riferimento alla figura 4, la sezione S6 di separazione dei materiali metallici comprende almeno una linea di trattamento collegata al primo stadio di lavaggio S3 a valle del gruppo 35 di vagliatura. La linea di trattamento à ̈ provvista di almeno un separatore magnetico 61 e/o di almeno un separatore a correnti parassite 62, ad esempio di tipo a nastro, disposti in cascata, nonché di un eventuale separatore magnetico 63, ad esempio a tamburo rotante, disposto tra questi ed atto a raccogliere materiali debolmente magnetici.

Poiché il gruppo 35 di vagliatura del primo stadio di lavaggio S3 comprende più vagli che trattengono frazioni granulometriche progressivamente più fini, à ̈ possibile e vantaggioso effettuare la separazione dei materiali metallici su linee di trattamento parallele rispettivamente collegate a valle di ciascuno dei vagli del gruppo 35 di vagliatura del primo stadio di lavaggio S3.

Nella forma realizzativa illustrata in figura 4 sono schematicamente mostrate tre linee di separazione parallele operanti su ceneri pesanti di granulometrie rispettivamente maggiori o uguali a 40 mm, 10 mm e 4 mm.

Per i materiali non metallici di granulometria maggiore di 40 mm può inoltre essere vantaggiosamente prevista una fase di comminuzione effettuata mediante un frantumatore 64 disposto a valle del separatore magnetico 61 della prima linea di separazione metalli ed il loro ricircolo nel lavatore di primo stadio, favorendone così il lavaggio.

Questa modalità di deferrizzazione dei materiali di granulometria maggiore di 40 mm e di ricircolo degli inerti di granulometria maggiore di 40 mm frantumati a dimensioni minori o uguali di 40 mm favorisce il lavaggio degli inerti e consente di avviare alle fasi successive materiali con granulometria compresa tra 40 e 10 mm e tra 10 e 4 mm per la successiva separazione su più linee in parallelo dei materiali metallici ferrosi e non ferrosi.

Questa modalità di separazione in parallelo dei materiali metallici à ̈ particolarmente vantaggiosa in quanto à ̈ ben noto che i separatori magnetici ed a correnti parassite sono tanto più efficaci quanto più omogenee sono le dimensioni dei materiali da separare.

I materiali inerti non metallici raccolti a valle della sezione S6 di separazione dei materiali metallici vengono inviati alla sezione S5 di comminuzione e quindi al secondo stadio di lavaggio S4.

È chiaro che le forme realizzative del metodo e dell’impianto qui descritte ed illustrate costituiscono solo esempi suscettibili di numerose varianti. Ad esempio, l’acqua di ricircolo chiarificata ed accumulata nel secondo stadio di lavaggio S4 può essere inviata al primo stadio di lavaggio come reintegro per compensare eventuali perdite di impianto. Inoltre, à ̈ possibile prevedere una o più linee di by-pass che consentono di raccogliere materiali senza che essi siano sottoposti a tutte le fasi di trattamento previste nell’impianto. Ad esempio, nella sezione S6 di separazione dei materiali metallici à ̈ possibile prevedere una linea di by-pass che consenta di recuperare una certa quantità di materiali inerti di granulometria maggiore di 4 mm prima della fase di comminuzione nella sezione S5 che precede il secondo stadio di lavaggio S4. Ancora, eventuali frazioni metalliche risultanti dalla comminuzione delle ceneri pesanti tra il primo ed il secondo stadio di lavaggio S3, S4 possono essere rinviate alla sezione S6 di separazione dei materiali metallici ed ivi separate mediante un apposito separatore magnetico.

Claims (24)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per il trattamento di ceneri pesanti derivanti da processi di combustione, detto metodo comprendendo una fase di stoccaggio ed invecchiamento delle ceneri pesanti ed una fase di comminuzione delle ceneri stoccate ed invecchiate, nonché un successivo lavaggio con acqua delle ceneri pesanti, caratterizzato dal fatto che detto lavaggio con acqua à ̈ suddiviso in due stadi distinti, in ciascuno dei quali il lavaggio à ̈ combinato con almeno una fase di vagliatura ed una fase di slimatura ed idrociclonatura e tra i quali à ̈ presente un’ulteriore fase di comminuzione delle ceneri pesanti trattenute mediante vagliatura nel primo stadio di lavaggio, e dal fatto che l’acqua utilizzata per il lavaggio delle ceneri viene fatta ricircolare in continuo in ciascuno stadio di lavaggio previa chiariflocculazione con trattamento chimico e nel solo secondo stadio di lavaggio viene inoltre alimentata acqua fresca.
2. 2. Metodo di trattamento secondo la rivendicazione 1, in cui nel primo stadio di lavaggio il rapporto ponderale tra acqua e ceneri pesanti à ̈ pari a 3÷5:1.
3. 3. Metodo di trattamento secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui nel secondo stadio di lavaggio il rapporto ponderale tra acqua e ceneri pesanti à ̈ pari a 2:1 ed in cui l’acqua fresca alimentata à ̈ in un rapporto ponderale 1:1 con le ceneri pesanti.
4. 4. Metodo di trattamento secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui in ciascuno stadio di lavaggio l’acqua viene alimentata in controcorrente rispetto alla direzione di avanzamento delle ceneri pesanti.
5. 5. Metodo di trattamento secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui nel primo e nel secondo stadio di lavaggio una frazione leggera delle ceneri pesanti in grado di essere trascinata dall’acqua à ̈ sottoposta ad un trattamento di slimatura ed idrociclonatura.
6. 6. Metodo di trattamento secondo la rivendicazione 5, in cui nel primo stadio di lavaggio detta frazione leggera delle ceneri pesanti à ̈ separata da materiali organici incombusti mediante grigliatura.
7. 7. Metodo di trattamento secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui i materiali inerti recuperati a valle dei trattamenti di vagliatura, slimatura ed idrociclonatura nel primo stadio di lavaggio vengono rispettivamente sottoposti a trattamenti di vibroasciugatura e successivamente raccolti.
8. 8. Metodo di trattamento secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7, in cui le fasi di vagliatura abbinate a ciascuno stadio di lavaggio sono configurate per trattenere le ceneri pesanti lavate di dimensioni maggiori di 4 mm.
9. 9. Metodo di trattamento secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8, in cui in detta ulteriore fase di comminuzione le ceneri pesanti sono ridotte ad una granulometria minore o uguale a 4 mm.
10. 10. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 9, comprendente inoltre una fase di separazione dei materiali metallici contenuti nelle ceneri pesanti, detta fase di separazione essendo effettuata tra il primo ed il secondo stadio di lavaggio sulle ceneri pesanti trattenute mediante vagliatura nel primo stadio di lavaggio e prima dell’ulteriore fase di comminuzione effettuata su di esse.
11. 11. Metodo di trattamento secondo la rivendicazione 10, in cui in detta fase di separazione i materiali non metallici di granulometria maggiore di 40 mm vengono sottoposti ad un trattamento di comminuzione e successivamente rinviati al primo stadio di lavaggio.
12. 12. Impianto per il trattamento di ceneri pesanti derivanti da processi di combustione, detto impianto comprendendo una sezione (S1) di stoccaggio ed invecchiamento delle ceneri pesanti ed una sezione (S2) di comminuzione delle ceneri stoccate ed invecchiate, nonché una successiva sezione di lavaggio con acqua delle ceneri pesanti, caratterizzato dal fatto che detta sezione di lavaggio con acqua à ̈ suddivisa in due stadi di lavaggio (S3, S4) distinti, rispettivamente comprendenti un lavatore (31, 41), un gruppo (35, 42) di vagliatura ed un gruppo (33, 33a, 33b, 43) di slimatura ed idrociclonatura disposti a valle del lavatore (31, 41), nonché un gruppo (37, 45) di chiariflocculazione dell’acqua disposto a valle del gruppo (33, 33a, 33b, 43) di slimatura ed idrociclonatura ed atto a consentire il ricircolo dell’acqua di lavaggio, in cui tra detti stadi di lavaggio (S3, S4) à ̈ presente un’ulteriore sezione di comminuzione (S5), ed in cui il solo secondo stadio di lavaggio (S4) à ̈ collegato ad una sorgente di alimentazione di acqua fresca.
13. 13. Impianto secondo la rivendicazione 12, in cui la sorgente di alimentazione di acqua fresca à ̈ collegata al lavatore (41) ed al gruppo di vagliatura (42) del secondo stadio di lavaggio (S4).
14. 14. Impianto secondo la rivendicazione 12 o 13, in cui i lavatori (31, 41) di ciascuno stadio di lavaggio (S3, S4) sono lavatori a tamburo rotante.
15. 15. Impianto secondo una delle rivendicazioni da 12 a 14, in cui i gruppi di vagliatura (35, 42) di ciascuno stadio di lavaggio (S3, S4) comprendono rispettivamente uno o più vagli configurati per trattenere ceneri pesanti di granulometria maggiore di 4 mm.
16. 16. Impianto secondo la rivendicazione 15, in cui il gruppo di vagliatura (35) del primo stadio di lavaggio (S3) comprende tre vagli disposti in cascata ed atti a trattenere ceneri pesanti di granulometria rispettivamente maggiore di 40 mm, 10 mm e 4 mm.
17. 17. Impianto secondo una delle rivendicazioni da 12 a 16, in cui il primo ed il secondo stadio di lavaggio (S3, S4) comprendono inoltre vibroasciugatori (34, 36, 44) disposti a valle dei gruppi (33, 43, 35, 42) di slimatura, idrociclonatura e vagliatura.
18. 18. Impianto secondo una delle rivendicazioni da 12 a 17, in cui il primo stadio di lavaggio (S3) comprende inoltre uno sgrigliatore vibrante (32) atto a ricevere una frazione leggera delle ceneri pesanti separata dal lavatore (31).
19. 19. Impianto secondo la rivendicazione 18, in cui detto sgrigliatore vibrante (32) Ã ̈ disposto tra il lavatore (31) ed il gruppo (33) di slimatura ed idrociclonatura.
20. 20. Impianto secondo una delle rivendicazioni da 12 a 19, comprendente inoltre una sezione (S6) di separazione dei materiali metallici contenuti nelle ceneri pesanti, detta sezione di separazione (S6) essendo disposta tra il primo ed il secondo stadio di lavaggio (S3, S4) ed a monte dell’ulteriore sezione di comminuzione (S5).
21. 21. Impianto secondo la rivendicazione 20, in cui detta sezione di separazione (S6) dei materiali metallici comprende almeno una linea di trattamento provvista di almeno un separatore magnetico e/o almeno un separatore a correnti parassite disposti in cascata, detta linea di trattamento essendo collegata al primo stadio di lavaggio (S3) a valle del gruppo (35) di vagliatura di questo.
22. 22. Impianto secondo la rivendicazione 21, in cui la sezione di separazione (S6) dei materiali metallici comprende una pluralità linee di trattamento operanti in parallelo su ceneri pesanti di granulometria differente, ed in cui ciascuna linea di trattamento à ̈ collegata a valle di un vaglio del gruppo (35) di vagliatura del primo stadio di lavaggio (S3).
23. 23. Impianto secondo una delle rivendicazioni da 20 a 22, in cui la sezione di separazione (S6) dei materiali metallici comprende inoltre un frantumatore (64) atto a sottoporre a comminuzione materiali non metallici di dimensioni maggiori di 40 mm.
24. 24. Impianto secondo una delle rivendicazioni da 12 a 23, in cui il secondo stadio di lavaggio (S4) comprende inoltre un gruppo (46) di depurazione delle acque di supero per lo scarico nella pubblica fognatura o in acque superficiali, detto gruppo (46) di depurazione essendo disposto a valle del gruppo (45) di chiariflocculazione delle acque di ricircolo.