L'impianto di compostaggio nel Comune di Mezzani (PR). Analisi di impatto ambientale, analisi costi e benefici, strategie per il consenso sociale

                                                            INTRODUZIONE                                                          2
presenta più alcuna possibilità di utilizzazione. La FORSU causa inconvenienti sia a livello
di raccolta che di smaltimento indifferenziato a causa della sua peculiare putrescibilità e
del suo contenuto d’acqua rispetto agli altri tipi di rifiuti:
- l’alto contenuto di umidità abbassa il potere calorico del rifiuto incenerito
- la putrescibilità influenza le modalità di raccolta dei rifiuti indifferenziati
- occupa grandi volumi in discarica
- provoca l’emissione di biogas maleodoranti e dannosi a causa della fermentazione
anaerobica quali il metano che determina un effetto serra 20 volte maggiore della
CO
2
; si pensi che il 35% delle emissioni antropiche di metano derivano dalle
discariche (Marmo, 2000)
- determina il formarsi di percolato nelle discariche causa spesso d’inquinamento
delle falde sottostanti e di aumento delle spese gestionali di tali impianti di circa il
40%
Dai dati sopra riportati si può comprendere perché il rifiuto organico, a causa delle sue
caratteristiche qualitative e quantitative rivesta un ruolo centrale nella pianificazione della
raccolta e dello smaltimento dei rifiuti ed in particolare necessiti di una sua linea di
raccolta e di smaltimento.
Il processo di compostaggio permette di riutilizzare la materia organica contenuta nei
rifiuti sottoforma di “compost” un prodotto caratterizzato da alta stabilità ed assenza di
fitotossicità.  Purtroppo la diffusione del compostaggio, finora, è stata molto limitata anche
per la difficoltà di conferire al prodotto queste due ultime caratteristiche e per l’elevata
presenza di metalli pesanti in esso troppo spesso riscontrata. Come si vedrà, è necessario
gestire con precisione il processo ed utilizzare le tecnologie più adeguate per ottenere un
prodotto stabile e non fitotossico; accorgimenti da associare ad un’accurata raccolta
differenziata necessaria per la produzione di compost di qualità.
Importanza fondamentale riveste, in questo contesto, il DL 22/97 che stabilisce principi
rigorosi per la raccolta e lo smaltimento dei rifiuti, fra i quali la massima differenziazione
degli stessi, il massimo recupero della materia e dell’energia, e l’utilizzo della discarica
solo come ultimo anello del processo di smaltimento.
Nel contesto di questa tesi sarà analizzato l’impatto ambientale di un impianto di
compostaggio in progetto nella Provincia di Parma, in località Malcantone nel Comune di
Mezzani, sarà valutata la sua sostenibilità tenendo conto del territorio in cui si inserisce e
                                                            INTRODUZIONE                                                          3
delle alternative fornite attualmente nel territorio considerato. Va ricordato che un’attività
può essere considerata sostenibile (Sequi, 1996) quando viene garantita la sostenibilità
delle risorse, la sostenibilità della salute umana e la sostenibilità economica; non ci si
limiterà a valutare la sostenibilità dell’impianto utilizzando una visione riduzionistica
concentrata su di esso, ma si amplierà il “campo visivo” della tesi per capire quali siano le
reali esigenze territoriali, sia in termini di smaltimento dei rifiuti, che di domanda di
compost. Il problema della gestione dei rifiuti si allargherà oltre il singolo impianto qui
trattato, verrà delineato uno scenario a grandi linee valido per l’intero territorio
considerato.
 L’agricoltura a pieno campo è uno dei settori più promettenti in termini di domanda di
compost e recenti studi condotti sia dalla Comunità Europea che a livello nazionale
dimostrano, in alcuni casi, l’esistenza di una vera e propria emergenza dovuta
all’impoverimento di sostanza organica nei suoli coltivati. A questo settore ne vanno
aggiunti altri che potranno favorire la domanda di compost grazie soprattutto alle buone
qualità fisico-chimiche ed agronomiche che tale prodotto presenta (EPA, 2000).
Come già accennato, lo scopo principale di questa tesi è analizzare sia l’impatto che la
sostenibilità dell’impianto in questione studiandolo non come un sistema chiuso ed a sé
stante, ma come un ingranaggio inserito nella complessa macchina della gestione dei
rifiuti, come un sistema aperto che necessita di flussi in input ed output caratterizzati da
determinati. A questo proposito saranno anche indicati possibili strategie da adottare per
migliorare le condizioni al contorno dell’impianto, specialmente nel campo
dell’educazione ambientale e dell’informazione.
Non saranno trattati gli aspetti riguardanti la raccolta differenziata di rifiuti diversi dalla
materia organica, ma non per questo la raccolta e lo smaltimento della frazione organica è
da considerare come un processo separato dal rimanente sistema di gestione dei rifiuti. A
questo proposito è auspicabile che nel campo della progettazione di sistemi di gestione dei
rifiuti si sviluppi e si perfezioni sempre maggiormente il concetto di Sistema Integrato
(S.I.)
2
.
                                                
2
 L’argomento è trattato nel paragrafo 1.8.1
                                                           IL COMPOSTAGGIO                                              4
 1  IL COMPOSTAGGIO
1.1  Il processo biologico
     Il compostaggio è un processo biologico aerobico d’ossidazione della materia organica
che avviene in condizioni controllate all’interno di cumuli o reattori. La sostanza organica
viene mineralizzata e ridotta a polimeri umici da microrganismi specializzati. Alla fine del
processo si ottiene il “compost”, caratterizzato da elevata stabilità biologica e da un buon
contenuto di nutrienti derivanti dalla mineralizzazione della sostanza organica (s.o.).
Il compostaggio, dunque, è
lo stesso processo di
degradazione della sostanza
organica  che avviene in natura
ottimizzato attraverso il
controllo di parametri quali
temperatura, umidità,
ossigenazione, rapporto
carbonio azoto (C/N) e struttura
del substrato.
Fig. 1.1  Andamento della temperatura nel corso del processo di compostaggio
Fig. 1.2  Andamento del pH nel corso del processo di compostaggio
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90
Giorni
U
n
i
t
à
 
d
i
 
p
H
0
10
20
30
40
50
60
70
0 102030405060708090100110120
Giorni
T
 
°
C
                                                           IL COMPOSTAGGIO                                              5
Nella fase iniziale, il compostaggio è un processo quasi prettamente aerobico,
fortemente esotermico (Fig. 1.1) e tumultuoso. Questa fase è chiamata fase attiva “ACT”
(Active Composting Time) e dura circa 30 giorni quando la biomassa si presenta ancora
fortemente putrescibile. Durante questa fase l’ossigeno deve essere presente in
concentrazioni comprese fra 5% e 15%. Contemporaneamente si ha la produzione di
metaboliti intermedi che hanno azione fitotossica selettiva e, in alcuni casi, forte impatto
odorigeno sull’ambiente (ammoniaca, acidi grassi volatili). In una prima fase si ha un
abbassamento del pH a causa della produzione di anidrite carbonica e acidi organici
(acetico) dovuti a fenomeni di microanaerobiosi. È indispensabile che la produzione di
fitotossine, che caratterizza la decomposizione iniziale della sostanza organica, sia rapida e
sostituita (a breve termine, circa due settimane) da processi umificativi; infatti alcuni
processi di degradazione biologica prolungati comportano la produzione di molecole
solubili fitotossiche.
Subito dopo questa fase, in corrispondenza della massima temperatura raggiunta dal
substrato, si ha un rapido innalzamento del pH dovuto alla digestione delle proteine ed al
rilascio di ammoniaca che, in tali condizioni, tende a volatilizzare (Fig. 1.2). All’inizio del
processo, con l’innalzarsi della temperatura, aumentano i batteri aerobi mesofili,
decompositori di zuccheri ed acidi organici a rapida crescita (Azomonas, Kebsiella,
Enterobacter, fissatori d’azoto). In seguito questi primi colonizzatori sono inibiti
dall’ammoniaca e dalle alte temperature e si ripresenteranno al decrescere della
temperatura. Nelle fasi avanzate dell’ACT, a causa delle alte temperature raggiunte (60°-
70°C) vengono inibiti batteri patogeni quali salmonelle, streptococchi e vibrioni (Tab. 1.1),
i batteri aerobi ed anaerobi facoltativi, termofili sporigeni e non sporigeni, ammonizzanti e
proteolitici aumentano parallelamente agli attiniomiceti termofili, mentre eumiceti ed
attiniomiceti mesofili diminuiscono.
Quando il materiale facilmente biodegradabile è consumato, inizia la fase di cura o di
“maturazione” (Curring) che dura circa 60 giorni ed è caratterizzata da basso consumo di
ossigeno e diminuzione della temperatura. Durante la fase di maturazione la
concentrazione di ossigeno ottimale è compresa fra 1% e 5%.  Questa fase è estensiva e a
basso livello di sensibilità tecnologica. Al decrescere della temperatura cessa l’attività dei
batteri sporigeni termofili che sono rimpiazzati dapprima da funghi termofili e, a
                                                           IL COMPOSTAGGIO                                              6
temperature inferiori, da eumiceti mesofili che degradano cellulosa, pectina e amido
formando sostanze umiche.
Tab. 1.1 Temperature e tempi di esposizione necessari alla distruzione dei più comuni agenti
patogeni e parassiti occasionalmente presenti nei rifiuti. (R.G. Barazzetta, 1987)
Salmonella typhosa Arresta la crescita sopra i 46°C; muore in 30 minuti a 55 – 60°C e entro
20 minuti a 60°C; è distrutta in poco tempo in ambienti di compostaggio
Salmonella sp. Muore entro un’ora a 55°C e entro 20 minuti a 60°C
Shigella sp. Muore entro un’ora a 65°C
Escherichia coli La maggior parte muore entro un’ora a 55°C ed entro 15 – 20 minuti a
60°C
Entamoeba histolica Muore in pochi minuti a 45°C ed entro pochi secondi a 55°C
Taenia saginata Muore entro pochi minuti a 55°C
Trichinella spiralis Muore velocemente a 55°C ed istantaneamente a 60°C
Brucella abortus e Brucella
suis
Muoiono in 3 minuti a 62 – 63°C e un’ora a 55°C
Micrococcus piogenes Muore in 10 minuti a 50°C
Mycobacterium tubercolosis
var.hominis
Muore in 15 – 20 minuti a 66°C
Corynebacterium diphtheriae Muore in 45 minuti a 55°C
Necator americanus Muore in 50 minuti a 45°C
Ascaris lumbricoides Muore in meno di un’ora a temperature maggiori di 50°C
Streptococcus piogenes Muore in 10 minuti a 54°C
A temperatura ambiente prende avvio l’ultimo processo di maturazione ad opera di
funghi attinomiceti, streptomiceti e basidiomiceti.
Nelle prime applicazioni industriali si propose, come mezzo per accelerare il processo
del compostaggio, di inoculare ceppi batterici specifici. Gli studi condotti sull’argomento
dimostrarono che i microrganismi inoculati non sono né necessari, né vantaggiosi, perché
nel rifiuto in entrata sono già presenti naturalmente i microrganismi più efficienti ed adatti
allo svolgimento del processo e, inoltre, i ceppi inoculati tendono a soccombere a causa dei
fenomeni di competizione con le popolazioni indigene presenti nelle matrici entranti.
La sostanza organica, a processo terminato, non è completamente degradata, e contiene
ancora molte molecole organiche biodegradabili in grado di fungere da ammendanti per il
terreno e di rilasciare gradualmente elementi nutritivi.
                                                           IL COMPOSTAGGIO                                              7
Durante il processo di compostaggio si ha una evoluzione qualitativa, dovuta al
cambiamento della struttura molecolare dei composti organici presenti nella massa, ed una
evoluzione quantitativa, ovvero la diminuzione della massa totale compostata dovuta alla
perdita di acqua e di carbonio sottoforma di CO
2
. I parametri riguardanti gli elementi
nutritivi, che fungono anche da indicatori del processo, sono:
- il rapporto carbonio-azoto C/N che inizialmente è, nella media, 25-30,
successivamente diminuisce (ossidazione del carbonio e formazione di NH
3
); il
rapporto C/N finale di prodotti di qualità è compreso fra 15 e 20 (Fig. 1.3);
- il rapporto carbonio-fosforo (C/P) iniziale non supera 200 e alla fine del processo
risulta circa 100;
- il rapporto azoto-fosforo N/P ottimale per il processo varia da 2 a 5.
Fig. 1.3  Andamento del rapporto C/N in diverse miscele di materiali avviate al compostaggio
 compost 1: frazione verde compost 2: frazione verde ed organico selezionato compost 3: frazione verde e
fanghi agroindustriali
1.2  La stabilità biologica
Il raggiungimento della stabilità biologica da parte della materia organica compostata è
uno degli obiettivi del compostaggio. Per stabilità biologica si intende lo stato in cui,
garantite le condizioni ottimali per lo svolgimento delle attività microbiche aerobiche, i
processi di degradazione sono rallentati. Cinetiche di degradazione del 2° e 3° ordine
individuano il raggiungimento della stabilità biologica. In sintesi, si può definire la stabilità
biologica come quella condizione in cui si ha scarsa fermentescibilità della massa organica,
0
10
20
30
40
50
60
70
80
01234567
Mesi
C
/
N
compost 1
compost 2
compost 3
                                                           IL COMPOSTAGGIO                                              8
nessuna emissione di odori molesti, assenza nella massa di animali ed insetti e di
microrganismi patogeni.
Per avere una misura della stabilità biologica si può ricorrere alla misura del consumo di
ossigeno da parte della biomassa presente nella materia organica. Esistono due diversi
indici per quantificare il consumo di ossigeno:
IRD indice di respirazione dinamico, misurato in condizioni di continua aerazione
IRS indice di respirazione statico
Mediamente si ha che IRD = 3(IRS) 
1
I metodi statici di misurazione del consumo di ossigeno forniscono, in genere, dati
inferiori a quelli reali, a causa delle condizioni di scarsa areazione in cui vengono misurati.
Si ha una stabilità accettabile quando l’IRDP (Indice di Respirazione Dinamico Potenziale)
è inferiore a 500 mg O
2
 per Kg di solidi volatili all’ora ed una T < 45°C.
Dati sperimentali indicano che con un’Umidità Relativa (UR) della biomassa maggiore
del 50% ed una concentrazione d’ossigeno [O
2
]>12% in circa 30 giorni una massa
organica formata dalla miscela di Frazione Organica dei Rifiuti Solidi Urbani (FORSU) e
materiali lignocellulosici può essere stabilizzata.
 Diverso da quello di stabilità è, invece, quello di maturità. Un substrato si dice maturo
quando non è fitotossico. Un substrato può quindi dirsi maturo pur non presentando
stabilità biologica: un esempio è dato dai fanghi biologici più o meno digeriti, che non
presentano fitotossicità pur essendo ancora instabili: tali fanghi possono considerarsi
maturi, ma non stabili.
1.3  Grado di umificazione
Durante il compostaggio aumenta la concentrazione di humus all’interno delle matrici;
non si sa ancora in quale misura tale fenomeno sia dovuto alla sintesi di nuove molecole
umiche o alla concentrazione di molecole preesistenti (nuclei umo-simili). In realtà la
sintesi di nuove molecole umiche non è stata quasi mai osservata sperimentalmente nelle
matrici ed essa avviene esclusivamente nella fase di cura. Si ritiene, quindi, che abbia
                                                
1
 Per IRS si intende il consumo di ossigeno che avviene all’interno di un cumulo di materia organica statico,
mentre per indice di respirazione dinamico al consumo di ossigeno che avviene all’interno di un cumulo
continuamente rivoltato ed areato. (CRPA Spa R.E., maggio 1999)
                                                           IL COMPOSTAGGIO                                              9
ATPEOHCOMPOSTOS
calore
Eatt
+++→+
∑ )(22
maggior importanza la concentrazione di molecole già esistenti: da questo si comprende
quale sia l’importanza della presenza di matrici ligno-cellulosiche nella massa compostata.
Il grado di umificazione può essere quantificato per mezzo dell’indice OMEI (Organic
Matter Evolution Index):
 OMEI = C CORE-AU / CAU dove
[C CORE AU] = carbonio degli acidi umici estratti con un processo di purificazione
teso ad eliminare le molecole organiche non umiche (pseudoumiche).
[CAU] = carbonio contenuto negli acidi umici estratti secondo metodiche analitiche
tradizionali che non consentono di separare le molecole pseudoumiche 
2
.
Più l’indice OMEI si avvicina ad 1, più il grado di umificazione della materia organica è
avanzato. Dati sperimentali rilevano che dopo circa 8 mesi, in una massa organica che si
trova in condizioni ottimali di ossigenazione, temperatura ed umidità, l’OMEI vale circa
0,93. In condizioni ambientali ostili per i microrganismi presenti durante il compostaggio,
invece, dopo tale periodo l’OMEI misura circa 0,46. In generale si può concludere che si
ha un buon grado di evoluzione per OMEI > 0,6.
L’indice OMEI è un parametro fondamentale che potrebbe sostituire per significatività
l’indice di respirazione come indicatore di stabilità biologica.
1.4  Biochimica del compostaggio
Durante il compostaggio la matrice organica funge da supporto fisico, da matrice per gli
scambi gassosi e da fonte di acqua, substrati organici e nutrienti inorganici per i
microrganismi decompositori. Le reazioni che avvengono durante il compostaggio sono di
tipo enzimatico e sono operate da batteri e funghi spontanei. Come è già stato accennato, la
fase più importante del compostaggio è quella attiva, durante la quale è necessario poter
gestire in modo ottimale i parametri ambientali fondamentali per il processo: temperatura,
umidità, ossigenazione, rapporto C/N. Per potere ottimizzare tali parametri, è necessario
conoscere bene le cinetiche delle reazioni biochimiche in gioco. La reazione generale che
riguarda il compostaggio è quella di ossidazione della materia organica:
                                                
2
 Il principio di tale analisi si basa sul fatto che nella materia organica esistono molecole umiche e molecole
pseudoumiche; queste ultime si trasformano in molecole umiche con l’avanzare dell’umificazione, quindi più
un compost è maturo più il rapporto C CORE-AU / CAU tende ad uno.
                                                           IL COMPOSTAGGIO                                              10
→
1K
→
)3(2K
Σ S = sommatoria delle matrici organiche
In particolare dovranno essere considerate le reazioni con cinetiche del primo ordine che
possono includere dei fattori limitanti.
(M
0
 – M
e
)(CO
2
 + H
2
O)
M
0
 = biomassa iniziale
M
e
 = biomassa (sostanza secca) presente dopo 6 mesi di compostaggio portato avanti in
condizioni ideali
K
1
 = giorni 
–1
La reazione sopra considerata ha una cinetica K
1
 del I° ordine, pertanto (M
0
 - M
e
)
costituisce l’unico fattore limitante. Nella formula
dM
0
/dt = - K
1
 (M
0
 – M
e
)
si vede come la materia organica, in quanto fattore limitante influisca sulla velocità di
reazione. Da questa formula si può concludere che la velocità del processo di
compostaggio, in condizioni ottimali, dipende dalla K
1 
e da (Mo – M
e
). In carenza di
ossigeno o di acqua, la K può diventare superiore al I° ordine:
2(3) (M
0
 – M
e
)CO
2
Come si vede, per ogni molecola di compost prodotto devono reagire 2 o 3 molecole di
biomassa, ciò allunga decisamente i tempi del processo.
1.5  Definizione delle portate d’aria per l’areazione forzata
L’areazione della materia organica, in impianti di una certa complessità, è
fondamentale, in quanto essa regola ossigenazione, temperatura ed umidità, i parametri di
processo più importanti da controllare.
E’ possibile definire le principali caratteristiche di una massa compostabile per mezzo
dei parametri K (velocità di degradazione) e β  = M
e
/M
0 
(frazione degradabile).
 Un terzo parametro funzione di K e di β: 
[Κ
1
(1 −  β)]
ci permette di utilizzare una formula che definisce le portate d’aria da insuflare ed aspirare
per gestire in modo ottimale il processo:
     Q (0) =  { [(1 - β)/ ρ] [(Κ
1 
hc)/(HA
0
 – HA
1
)]  e 
–k0
Q (0) = m
3
 /(kg di frazione compostabile * giorno)
                                                           IL COMPOSTAGGIO                                              11
ρ = kg/m
3
 (densità dell’aria)
hc = calore di combustione della frazione degradabile  Kj / Kg
HA
0
 – HA
1
 = differenza di contenuto entalpico dell’aria in ingresso ed in uscita dal
sistema (dipende dalla temperatura di equilibrio scelta). Questa grandezza individua la
differenza di energia fra l’aria in entrata e quella in uscita; in questo modo è possibile
quantizzare l’energia sottratta al sistema conoscendo la portata d’aria.
Dati sperimentali (CRPA, 1999) indicano come un valore medio ottimale di portata
d’aria di circa 25.000 m
3
 di aria per t di solidi volatili trattati per ora.
La portata d’aria necessaria per garantire la sufficiente ossigenazione della sostanza
organica può essere calcolata dalla formula bruta di ossidazione:
RSU                             C
64
 H
104 
O
37
 N
Organico selezionato   C
18 
H
26
 O
10
 N
Scarti lignocellulosici  C
27
 H
38
 O
16
 N
Fanghi                          C
10
 H
19
 O
3
 N
Svolgendo i calcoli stechiometrici si ricava che il fabbisogno di aria per fornire il
necessario quantitativo di ossigeno alla reazione, tenendo conto che la degradabilità della
sostanza organica è circa del 50%, è inferiore di un ordine di grandezza a quello necessario
per mantenere costante la temperatura.
Considerando costanti i parametri della formula (ρ, hc, HA
0
 – HA
1
k
0
), la portata d’aria
Q (0) dipende da β e da K
1
; coefficienti utilizzati anche per determinare i tempi di
bagnatura. Comunemente l’umidità relativa ottimale per il compostaggio è del 60%. In
impianti ad elevata complessità, la portata d’aria è regolata da sistemi automatici in
funzione della T della sostanza organica e della sua concentrazione di ossigeno.
K è inversamente proporzionale ai tempi di bagnatura; ciò indica che la perdita d’acqua
è un fattore fisiologico: più si ha degradazione, maggiore è la perdita d’acqua. Se la
biomassa tende ad asciugare, non è corretto diminuire la portata d’aria, bensì occorre
bagnare, altrimenti il processo rallenta.
+
++→+ HOHCOONOHC
22231910
8105,12
+−
++→+ HOHNOONH
2323
2
                                                           IL COMPOSTAGGIO                                              12
1.6  Matrici compostabili e loro provenienza
Dal tipo di matrici selezionate e trattate dipende direttamente la complessità di un
impianto di compostaggio. Le proprietà fondamentali, di cui è necessario tenere conto per
la gestione di un impianto di compostaggio, delle matrici compostabili sono:
1) La porosità, che influenza direttamente l’ossigenazione della materia organica
durante il compostaggio
2) L’UR (umidità relativa) che per un corretto andamento del processo non deve essere
eccessiva per evitare l’anaerobiosi, ma deve essere sufficiente per ottimizzare i
processi fisiologici dei microrganismi presenti. L’UR deve essere inizialmente circa
al 60%.
3)  Il rapporto C/N deve essere sufficientemente basso per garantire disponibilità di N
per i microrganismi, ma non al punto di avere elevate concentrazioni di NH
3
 che è
tossica.
     L’eterogeneità delle matrici è, quindi, sia di natura chimica (presenza di diversi
elementi inorganici, rapporto C/N ecc.) (Tab. 1.2) (Tab. 1.3) che fisica (pezzatura,
consistenza, densità ecc.)
Per avviare il compostaggio in modo ottimale, è necessario ottenere una miscela iniziale
omogenea che abbia come parametri risultanti quelli ideali per la vita dei microrganismi
operanti durante il processo.
Tab. 1.2  Parametri idonei e consigliati per la sostanza organica da compostare
Parametro C/N UR pH densità
Unità di misura % s.t.q. - log[H
+
] kg/m
3
Idoneo 20 - 40 40 - 65 5.5 - 9 < 650
Consigliato 25 - 30 50 - 60 6.5 – 8.5 < 650
 Per ottenere una miscelazione ottimale e garantire una sufficiente porosità strutturale, è
necessaria la presenza di materiale ligno-cellulosico; è indispensabile anche una buona
miscelazione per omogeneizzare matrici “umide” con alto tasso di umidità e basso C/N, e
matrici “secche” con bassa UR ed alto C/N. Il tipo di miscela iniziale incide
profondamente sul tipo di impianto da adottare; ad esempio un impianto con alte
percentuali di cellulosa in entrata avrà bisogno di scarsa areazione. Si può pertanto dedurre
che un impianto di compostaggio deve essere progettato in base alle esigenze di
smaltimento proprie del territorio in cui si inserisce.
                                                           IL COMPOSTAGGIO                                              13
Tab. 1.3  Dipendenza dei parametri di compostaggio dalle matrici in entrata e dal processo
   Le diverse tipologie di matrici sono:
1) Vegetali
2) Rifiuti di attività produttive
3) FORSU di provenienza domestica
4) Fanghi di depurazione
5) Biomassa di origine zootecnica
È importante ricordare che non è possibile
commercializzare compost da RSU
indifferenziati: in Italia vi sono leggi molto
restrittive sulla presenza di metalli pesanti 
3
; questo per sottolineare l’importanza di
un’accurata selezione delle matrici in entrata.
Le percentuali di entrata delle matrici sono definite partendo dalle caratteristiche fisico-
chimiche che, necessariamente, la miscela omogenea di sostanza organica in entrata dovrà
avere. Tenendo conto delle caratteristiche proprie di ognuna delle matrici, è così possibile
bilanciare le loro percentuali in entrata. Un esempio: volendo costruire un impianto in
grado di trattare circa 18.000 t/a (tonnellate all’anno) di sostanza organica composta da
FORSU, materiali lignocellulosici e fanghi di depurazione (come nel caso dell’impianto
qui preso in esame) occorrerà tenere conto della distribuzione territoriale e delle
dimensioni delle realtà produttive che generano i rifiuti, nonché della quantità e qualità dei
residui effettivamente assimilabili al compostaggio, e delle soluzioni alternative di
smaltimento.
La prima esigenza di ordine fisico è che i fanghi siano miscelati con materiali
lignocellulosici pari al 40-50% del loro peso. Questa proporzione è sufficiente per
assicurare l’ossigenazione della sostanza organica nel caso di un impianto con trincee a
ciclo continuo (Par. 1.9.2). I fanghi di depurazione sono molto ricchi di N, P e K mentre,
come si è già detto, sono poveri di fibre. I fanghi hanno un contenuto di acqua superiore
all’80% e un  rapporto C/N <10. La percentuale massima di questa matrice ammissibile al
compostaggio è fissata (legge 748/84 e  D.M. 72/98) al 35% per i fanghi di depurazione e
                                                
3
 Si rimanda la trattazione degli aspetti normativi al cap. 3 e degli aspetti economici e di mercato al cap. 2
Parametri Dipendenza
dalla matrice
Dipendenza
dal processo
pH
UR
Salinità
Metalli pesanti
N
P
K
Capacità di
Scambio
Cationica(CSC)
Inerti
Parametri
biologici
                                                           IL COMPOSTAGGIO                                              14
al 50% per i fanghi alimentari, poiché i fanghi sono la matrice con maggiore presenza di
metalli pesanti.
I materiali lignocellulosici si dividono principalmente in: sfalci verdi, potature, carta e
cartone.
Fig. 1.4  Quantità di scarti lignocellulosici trattati nell’anno 1997 e nel 1998 (CIC, 1999)
La presenza di sfalci verdi e, in generale, di tutti i materiali lignocellulosici, subisce
oscillazioni stagionali (Fig. 1.4), ed ha una maggiore umidità e maggiore contenuto di N
rispetto alle potature con media del 40% di UR, più cellulosa e poco N.
   I rifiuti organici di origine agroindustriale provengono dalla macellazione,
dall’allevamento (feci, prodotti lattiero-caseari, ecc.) e dall’industria alimentare. Essi
hanno un’umidità compresa fra il 65% e il 75% ed un rapporto C/N compreso tra 20 e 30.
Lo smaltimento dei rifiuti di macellazione è regolata dal D.L. 508/92, viene esclusa
l’ammissione al compostaggio dei prestomaci a causa della difficoltà di trasporto, anche se
questo genere di rifiuti sarebbe ottimale per il compostaggio per la presenza di enzimi, di
cellulosa e di azoto.
I rifiuti organici di origine domestica (FORSU) presentano una elevata umidità, alta
putrescibilità, buon contenuto di N, P e di NaCl, significativa presenza di materiali
estranei, metalli pesanti e materiali con pezzatura problematica.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic
mesi
t
o
n
1997
1998
                                                           IL COMPOSTAGGIO                                              15
Nella Tab. 1.4 sono messe a confronto le percentuali di miscelazioni ottimali, calcolate
in base alle caratteristiche chimico - fisiche delle diverse (CIC, 1999), con le percentuali
previste per l’impianto di Malcantone.
Tab. 1.4  Dati teorici sulle proporzioni delle diverse matrici in entrata
Tab. 1.5  Confronto dati teorici ottimali e proporzioni previste per l’impianto di Malcantone
Osservando i dati in Tab. 1.5 si può notare una lieve differenza fra i dati teorici riportati
ed i dati del progetto: la differenza è massima (-10%) per i materiali lignocellulosici. Come
già menzionato, la funzione del materiale lignocellulosico è fondamentale per
l’ossigenazione della sostanza organica, per cui sarà importante capire se questa differenza
può creare dei problemi al processo.
1.7  Parametri di processo e delle matrici in entrata
È necessario effettuare controlli periodici sulle matrici in entrata per potere gestire in
modo ottimale il processo di compostaggio. I parametri da controllare sono umidità,
rapporto C/N e pH delle diverse matrici, da effettuarsi ogni 300 tonnellate per il FORSU e
per i fanghi, mentre per i materiali lignocellulosici non è necessario effettuare controlli così
ravvicinati nel tempo.
Durante il processo di miscelazione sono da tenere sotto controllo umidità, pH, C/N, e
densità apparente. Durante l’ACT, è fondamentale il monitoraggio di temperatura, umidità,
ossigenazione e concentrazione di CO
2
.
QUANTITA’
(t)
%
TOT
%SOSTANZA
SECCA
FORSU E MERCATALI 8400 46% 15-35%
FANGHI 3600 20% 18-22%
LIGNOCELLULOSICI 6000 33% 60-75%
TOTALE 18000 100% 30-45%
Impianto di
Malcantone
Proporzioni
ottimali
Differenza
Fanghi            27% 20% +7%
FORSU          50% 46% -4%
Cellulosici      23% 33% -10%