Quando la Biostabilizzazione va fuori controllo ed il tuo Biofiltro non ce la fa più!

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Biostabilizzazione impazzita e i Cattivi Odori stanno mettendo a dura prova il tuo biofiltro? Ecco come ho risolto.

“Se qualcosa può andar male, lo farà.
–  Legge di Murphy

 

Ti è mai capitato di organizzarti per un viaggio a cui tieni molto, ti concentri per prepararti la valigia con tutto quello che potrebbe servirti: fai addirittura delle simulazioni mentali immaginando cosa farai, dove andrai e soprattutto cosa utilizzerai, in modo da non dimenticarti assolutamente niente. Poi sbarchi a destinazione e, come una cuscinata in pieno volto, ti viene in mente di aver dimenticato proprio quell’unica cosa che, per quanto banale, ti è indispensabile e ti obbligherà a cambiare la tabella di marcia, per recarti nella città più vicina, solo per cercarla e riacquistartela?

…a me sì!

Fortunatamente sono cose che non accadono sempre, ma quando accadono, possono renderti più complicato un viaggio, che eri convinto di aver organizzato perfettamente e nei dettagli.

 

Se qualcosa può andar male, lo farà

Ho voluto usare questa metafora, solo per cercare di rendere l’idea di quale stato d’animo e quale profonda frustrazione possano aver provato, i gestori di un impianto di Compostaggio Industriale quando, nonostante tutta la programmazione fatta e tutti gli accorgimenti adottati, per provare a superare indenni l’estate – cioè, senza problemi di lamentele, segnalazioni o denunce varie -, qualcosa gli è comunque andata storta, ed hanno dovuto fare i conti con uno strano ed insolitamente gravoso problema di emissioni odorigene, come mai accaduto prima d’ora!

Purtroppo non potrò svelarti di quale impianto si tratti, proprio perché, nonostante tutto quello che hanno fatto per prevenire ogni possibile disagio alla popolazione vicina, hanno comunque dovuto gestire difficoltà con il Comune, con il Comitato Spontaneo di Cittadini, con gli Organi di Controllo, etc.. Capisci bene quindi, quanto possa essere condivisibile il fatto che abbiano preferito non pubblicizzare troppo l’accaduto e mantenere il più possibile l’anonimato.

Ad ogni buon conto, l’importante non è tanto chi siano, ma piuttosto, quale è stato il vero problema e cosa è stato fatto, per risolverlo rapidamente. Ne convieni?

 

Proviamo ad inquadrare il problema.

Non potrò dirti chi sono, ma posso tranquillamente darti qualche dato, giusto per capire di cosa stiamo parlando.

Diciamo che si tratta di un normale impianto di Compostaggio Industriale, per la Biostabilizzazione della Frazione Organica dei Rifiuti Solidi Urbani, provenienti dalla Raccolta Differenziata, dotato di:

→ una Ricezione (con stoccaggio e pretrattamento per la miscelazione con il verde strutturante);

→ una Biostabilizzazione (o Stabilizzazione Dinamica Aerobica, con aerazione forzata);

→ una Maturazione Aerobica (ad aerazione naturale).

Autorizzata per una potenzialità di circa 30.000 tonn./anno e con un tempo medio, per la stabilizzazione completa, di circa 70/80 giorni.

Poi, proprio come da manuale, tutti i capannoni sono mantenuti in costante depressione mediante un sistema di aspirazione pneumatica, dove: l’aria estratta dalla zona Ricezione, viene fatta filtrare sotto dei cumuli nelle corsie di biostabilizzazione, e da questa, direttamente ad un biofiltro di circa 1.500 mq, costituito da 6 moduli indipendenti e scoperti.

E qui mi fermo. Non serve andare oltre nei dettagli, anche perché, già dal titolo, immagino avrai sicuramente intuito, che il problema odorigeno è stato riscontrato proprio nella Biostabilizzazione e quindi, di conseguenza, nel biofiltro.

Però, un altro importante indizio, molto utile per capire cosa sia successo, te lo posso dare. Pronto?

I fatti di cui ti sto parlando, sono avvenuti nell’estate del 2019: un’estate che è stata definita tra le più calde di sempre, con valori medi superiori di 3,3°C, rispetto alle medie nazionali. Pensa che, nella zona di cui ti sto parlando, sono state registrate temperature massime di oltre 45-47°C!

 

Le prime avvisaglie.

Premessa importante: prima dell’arrivo dell’ondata di caldo anomalo (iniziata a giugno), tutti i parametri odorigeni rilevati sia in ingresso che in uscita dal biofiltro, erano perfettamente nella norma e nettamente al di sotto dei limiti prescritti in AIA.

Sicuramente però, l’aumento improvviso delle temperature, deve aver colto un po’ di sorpresa il personale addetto, che non ha provveduto immediatamente ad aumentare la quantità d’acqua da irrigare sul biofiltro, proprio per mantenere la sua corretta umidificazione.

Con tutta probabilità, prima di accorgersene e porvi rimedio, l’umidità interna (o quanto meno, quella di una porzione significativa dello strato superficiale del biofiltro), potrebbe essere scesa al di sotto del limite fisiologico o vitale per la popolazione batterica. Questo ha sicuramente provocato una disattivazione parziale del biofiltro, con la trasformazione dei batteri in spore microbiche – anche dette in criptobiosi: una forma di autoprotezione (vita latente o quiescenza) -, che ha limitato significativamente la loro operatività e di conseguenza, il rendimento di abbattimento odori del biofiltro stesso.

 

Infatti, già dalle prime analisi olfattometriche, effettuate a metà giugno, si sono iniziati a notare i primi segnali d’allarme.

In pratica, a fronte di un valore delle odorigene in ingresso, pari a 1.596 OU_E/m³ (perfettamente in linea, con la media stagionale della Biostabilizzazione), quello che invece non andava assolutamente bene, era proprio il dato in uscita di 977 OU_E/m³ (estremamente alto!), dal quale risaltava un pericoloso scivolone del rendimento di abbattimento odori, al di sotto del 40%!

Un immediato, ma lieve sollievo, il biofiltro l’ha avuto subito, grazie all’intervento degli operatori addetti che hanno provveduto ad aumentare sia la quantità che la frequenza di irrigazione, riportando l’umidità interna ai valori di progetto.

No aspetta! Non è tutto qui, sarebbe stato troppo facile, e sicuramente non sarebbe valsa la pena scriverci un articolo, come caso studio, non trovi? Inoltre considera che a questo punto della storia, ancora non mi avevano chiamato!

Questo fu solo un primo avvertimento. Hai presente quando nei film catastrofistici, si rivelano da subito le prime avvisaglie di un qualcosa che non va come dovrebbe, e puntualmente nessuno gli presta attenzione anzi, sminuiscono tutto come “cose normali”? …ecco, più o meno così!

 

A luglio infatti, le nuove analisi olfattometriche, commissionate giusto per vedere se la situazione era rientrata, lasciarono un po’ di amaro in bocca.

Nonostante il rendimento di abbattimento odori nel biofiltro fosse aumentato a circa il 66%, i valori in uscita risultavano incrementati, a causa di un aumento anomalo, delle odorigene in ingresso.

In pratica, nonostante l’operatività del biofiltro fosse migliorata, anche se non ancora in modo sufficiente (sicuramente a causa delle alte temperature, che hanno rallentato la fase di riattivazione ed adattamento della popolazione microbica, dopo l’aumento dell’idratazione), quello che invece fece sollevare qualche sopracciglio, fu proprio quell’aumento di oltre il 100% nei valori delle emissioni odorigene in ingresso al biofiltro, provenienti dalla Biostabilizzazione: 3.265 OU_E/m³.

 

La situazione stava precipitando

Quando mi contattarono, per richiedermi una consulenza, ero in Viaggio di Nozze, fresco fresco di matrimonio!

Comunque rimasi d’accordo con loro che, al mio rientro, li avrei richiamati e mi sarei organizzato subito, per partire ed andare a trovarli.

Nel frattempo, riuscii a fargli spedire subito, una fornitura di uno specifico Attivatore Biologico, proprio per la risemina, riattivazione e potenziamento del loro biofiltro.

Le nuove analisi rifatte i primi di agosto, rivelarono che il trattamento rigenerante, aveva sicuramente portato ad un netto miglioramento del rendimento di abbattimento odori del biofiltro (a circa 90%), ma le odorigene in ingresso ormai erano fuori controllo! Un aumento di ben oltre il 470% rispetto alla media, credo che avrebbe fatto impallidire chiunque!

Appena arrivato nel loro stabilimento, la prima cosa che feci, fu intervistare subito gli operatori addetti, che mi segnalarono con decisione, l’anomalo incremento del cattivo odore all’interno del capannone della biostabilizzazione, insieme ad uno strano ed intenso tono edonico, caratterizzato da una forte componente “acre, pungente e rancida”.

…mmm! Parafrasando Amleto: “C’è del marcio in Biostabilizzazione!”

La presenza di una tale caratteristica edonica nel cattivo odore (in un’area come la biostabilizzazione di un compostaggio industriale), solitamente è il campanello di allarme di una qualche disfunzione nell’attività degradativa, interna ai cumuli.

Quella tipologia di odore, indica sovente una componente importante costituita da ammoniaca e da acidi grassi a catena corta (acido acetico, propionico, butirrico, etc.) indice sicuramente di una metabolizzazione interrotta o parziale. …ma quali potevano essere le cause?

 

Il problema:

Ti ricordi quando, in premessa, ti ho accennato all’anomala ondata di caldo, che ha colpito tutta l’Italia nell’estate del 2019? Ecco, è proprio pensando a questa, che ho subito ipotizzato che, in biostabilizzazione, l’azione congiunta del calore prodotto dagli stessi batteri termofili (nei cumuli), e l’incremento straordinario della temperatura atmosferica esterna, potesse aver innalzato così tanto anche quella interna al capannone, con punte di ben oltre 55/60°C.

Questa riduzione del gradiente termico tra l’interno e l’esterno dei cumuli, insieme ad una insufficiente porosità dovuta ad una pezzatura standard del verde strutturante, in pratica, potrebbe aver ostacolato la dissipazione del calore endogeno in eccesso (prodotto dall’attività batterica termofila), portando l’interno del cumulo a temperature superiori ai 70°C.

In altre parole, anche se stiamo parlando di una fase termofila, temperature interne così elevate, potrebbero aver causato un blocco metabolico con la disattivazione dell’attività biologica e di conseguenza l’interruzione del processo degradativo e quindi, il rilascio di prodotti metabolici intermedi, appunto come gli acidi a catena corta, di cui ti accennavo prima.

Mi spiego meglio:

È proprio nella Biostabilizzazione (dove si innesca la fase termofila), che la sostanza organica viene attaccata più efficacemente, con il passaggio attraverso successivi prodotti metabolici intermedi, come gli Acidi Grassi a catena corta (Acido Acetico, Propionico e Butirrico), oltre all’Azoto Ammoniacale convertito in Acido Nitrico. L’interruzione repentina di questa attività biologica, causata dal superamento incontrollato della temperatura critica, potrebbe aver provocato il trascinamento, da parte dell’aerazione forzata, di un eccesso di questi prodotti del metabolismo intermedio o parziale, più leggeri, che hanno generato quel sostanziale incremento delle emissioni odorigene, caratterizzate proprio, da quell’odore acre, pungente e rancido, percepito e segnalato in Biostabilizzazione.

Diciamo che, con il senno di poi, per far fronte a temperature esterne così elevate (al fine di garantire una più efficace dissipazione del calore generato dall’attività batterica), sarebbe stato utile modificare in anticipo, la pezzatura del verde strutturante, preferendo una più grossolana, capace di incrementare la porosità interna e favorire quindi, un migliore passaggio dell’aerazione forzata ed una più efficiente dispersione del calore in eccesso. …ma chi poteva immaginarselo?

 

La soluzione:

Questa situazione critica, doveva essere risolta il più rapidamente possibile! Quindi, in accordo con la Direzione Tecnica, abbiamo deciso di intervenire immediatamente e contemporaneamente su 3 fronti:

1. In Ricezione: per risolvere immediatamente il problema delle temperature elevate e l’insufficiente dissipazione di calore dei cumuli in biostabilizzazione, si è disposta una modifica nella triturazione del verde strutturante, in modo da ottenere ed impiegare da subito, una pezzatura più grossolana;

2. In Biostabilizzazione: si è disposto di anticipare il rivoltamento dei cumuli già in bio-ossidazione, in modo da raffreddarli subito. Inoltre si è deciso di intervenire, irrorando su tutta la loro superficie, lo stesso Attivatore Biologico, già utilizzato precedentemente per riattivare il biofiltro;

Lo scopo, era indurre una fitta colonizzazione batterica, di uno strato superficiale dei cumuli, in modo da trasformarlo in una sorta di mini-biofiltro, che metabolizzasse ed eliminasse rapidamente tutte le molecole maleodoranti, che spinte dall’aerazione forzata, attraversassero questo strato;

3. Sul Biofiltro: avendo riscontrato la presenza di una già discreta operatività batterica (con un rendimento del 90%), non era necessario intervenire nuovamente, con una nuova risemina, …però, una cosa potevo comunque farla: potevo “doparlo!”.

 

Come si dopa un biofiltro?

Non avendo a disposizione un dato preciso sulla quantità di Carbonio Totale (C_TOT), in ingresso con le emissioni maleodoranti, ho dovuto azzardare una stima di massima, basandomi solo sul dato odorigeno e sulle dimensioni del biofiltro.

Ho chiesto di diluire in acqua e dosare su tutta la superficie del biofiltro: 6 Kg di Urea e 3 Kg di Fosfato Dipotassico.
Sì esatto, 2 comuni fertilizzanti ad uso agricolo. In pratica ho dopato il biofiltro, con un sovradosaggio di Azoto (N), Fosforo (P) ed in quantità minore anche con del Potassio (K).

Quello che volevo ottenere, era stimolare una migliore sintesi e moltiplicazione cellulare, garantendo una quantità equilibrata di nutrienti fondamentali per il metabolismo e la proliferazione della popolazione microbica.

Cosa intendo?

Devi sapere che, per le popolazioni microbiche utilizzate anche nei biofiltri, il rapporto ottimale tra i nutrienti: C:N:P:K:S è in genere di 100:10:4:1:1. In pratica, ho voluto generare, all’interno del biofiltro, un forte sbilanciamento verso le componenti nutrizionali minori, come: Azoto e Fosforo, in modo da innescare una sorta di “fame vorace” per il Carbonio. In altre parole, la nuova ed elevata disponibilità di nutrienti come N e P, hanno aumentato esponenzialmente la richiesta e quindi l’utilizzo del C in ingresso, soprattutto per la sintesi e la proliferazione cellulare.

Come conseguenza immediata, si è avuto un incremento esponenziale della popolazione batterica nel biofiltro, e di fatto, un incremento sostanziale anche del rendimento di abbattimento dei cattivi odori.

Le analisi ripetute a settembre, una ventina di giorni dopo il trattamento che ti ho appena descritto, credo parlino da sole.

Missione compiuta: la criticità era rientrata!

 

Cosa ho imparato da questa esperienza?

Si è trattato sicuramente di un evento straordinario, che ha generato anomalie e criticità nella Biostabilizzazione, che nessuno si sarebbe mai potuto aspettare, anche perché mai riscontrate prima, sino a quel momento.

Fortunatamente, l’aver avuto da subito la giusta intuizione, ha permesso di risparmiare un sacco di tempo e di rogne! Le misure adottate, si sono rivelate da subito efficaci, solo così siamo riusciti a risolvere rapidamente questa pesante situazione.

Volendo estrapolare un’aspetto positivo da ogni difficoltà o problema avuto, posso tranquillamente dire che tutto questo, diventerà sicuramente, parte integrante di un’importante bagaglio tecnico, che sicuramente tornerà utile prima o poi, proprio nell’eventualità che le prossime estati possano rivelarsi calde come quella del 2019.