Pilot Plant Design for Data Collection from Composting to Validate a Environmental Impact Model

Il compostaggio è un processo chiave per la gestione sostenibile dei rifiuti organici, che trasforma scarti in compost ricco di nutrienti attraverso l'attività microbica in condizioni aerobiche controllate. Questa tesi di laurea magistrale ha come obiettivo la progettazione e l'implementazione di un impianto pilota su scala di laboratorio per raccogliere dati necessari alla validazione di un modello di impatto ambientale, basato su quello di Sole-Mauri et al. (2007). L'attenzione è rivolta alle emissioni generate durante il compostaggio, con l'intento di ottimizzare le condizioni operative e ridurre al minimo gli impatti ambientali. L'impianto pilota è composto da una vasca di compostaggio in polietilene ad alta densità (HDPE), dotata di sensori per monitorare parametri critici come temperatura, umidità, pH ed emissioni di gas (CO2, O2, CH4, H2, N2 e O2). Un sistema di aerazione forzata garantisce condizioni aerobiche ottimali, mentre un sistema di raccolta del percolato gestisce l'umidità in eccesso. Nel corso di un periodo di compostaggio di 30 giorni, sono stati raccolti dati relativi ai gradienti di temperatura, al contenuto di umidità, ai livelli di pH e alle emissioni di gas. Le temperature sono state monitorate alla base, al centro e all'esterno del compost, seguendo le fasi mesofila, termofila e di maturazione. Il monitoraggio continuo di CO2 e O2 è stato realizzato con un analizzatore Horiba, mentre le percentuali di CO, CO2, CH4, H2, N2 e O2 sono state misurate quotidianamente utilizzando un microgascromatografo (GC). Sebbene NH3 e N2O non siano stati misurati a causa dei limiti delle attrezzature disponibili, futuri miglioramenti cercheranno di includere anche questi parametri. Inoltre, le valutazioni giornaliere dei solidi totali, del carbonio e dell'azoto hanno monitorato i cambiamenti nella composizione della biomassa. I risultati preliminari evidenziano una chiara progressione attraverso le fasi del compostaggio, con picchi di temperatura durante la fase termofila. I livelli di ossigeno sono stati mantenuti stabili, dimostrando l'efficacia del sistema di aerazione forzata. Le emissioni di gas hanno mostrato una produzione minima di metano, confermando il mantenimento di condizioni aerobiche ottimali. Il monitoraggio del contenuto di umidità e dei livelli di pH ha garantito condizioni favorevoli per l'attività microbica. Questo studio fornisce una solida base per ottimizzare i processi di compostaggio e migliorare le pratiche di gestione sostenibile dei rifiuti. I risultati sottolineano l'importanza di mantenere condizioni ottimali per minimizzare l'impatto ambientale. Sebbene il progetto dell'impianto pilota offra un quadro completo per la raccolta dei dati, il lavoro futuro si concentrerà sul perfezionamento delle tecniche di misurazione e sull'ampliamento della validazione del modello per includere ulteriori parametri. Un ringraziamento speciale va all'Université de Technologie de Compiègne (UTC) per il supporto e per l'uso dei rifiuti organici della mensa del campus in questo studio, dimostrando un'applicazione pratica della gestione sostenibile dei rifiuti all'interno della comunità universitaria. Riferimenti: Sole-Mauri, F., Illa, J., Magrì, A., Prenafeta-Boldú, F. X., \& Flotats, X. (2007). Un modello biochimico e fisico integrato per il processo di compostaggio. Bioresource Technology, 98 (17), 3278-3293. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2006.07.012