Che cos'è il trattamento termico?
Il trattamento termico è spesso un termine che si riferisce a un metodo di trattamento dei rifiuti che non può essere riciclato nel settore dei prodotti di consumo. Applicando calore ai rifiuti a livelli specifici o, di fatto, incenerendoli, il volume di materiali irrecuperabili si riduce drasticamente e i materiali combustibili vengono bruciati per la generazione di energia elettrica dai rifiuti all'energia. Un campo correlato di trattamento termico è il trattamento del suolo o delle acque sotterranee contaminati per rimuovere gli inquinanti. L'obiettivo principale di tali trattamenti è quello di separare idrocarburi e altri composti organici da materiali inorganici come metalli pesanti e sali metallici. Alcune delle industrie che si affidano al trattamento termico per l'efficienza economica e il rispetto delle leggi ambientali sono il settore della gestione dei rifiuti urbani, i forni per cemento e l'industria emergente di depolimerizzazione termica (TDP) che crea petrolio greggio dai rifiuti.
La gestione dei rifiuti attraverso il trattamento termico non è sempre un processo di fase finale per i rifiuti. In alcuni casi, il processo produce composti di scarto conformi alle leggi ambientali e che possono essere smaltiti in discarica. In situazioni in cui vengono prodotte elevate quantità di composti di metalli pesanti, questi materiali devono essere ulteriormente trasformati o spediti in impianti che possono utilizzare i rifiuti in una sorta di produzione industriale. Il costo per il trattamento dei rifiuti con metodi termici è tuttavia considerato piuttosto basso ed è principalmente un fattore delle spese di manodopera.
Esistono due tipi principali di trattamenti termici per i rifiuti a partire dal 2011. L'incenerimento viene utilizzato nei forni per cemento a temperature comprese tra 2.552 ° e 2.732 ° Fahrenheit (tra 1.400 ° e 1.500 ° Celsius), dove i composti di idrocarburi vengono distrutti o bruciati per ottenere combustibile, e viene applicato anche a forme pericolose di rifiuti biologici come quella prodotta in campo medico. Altri approcci all'incenerimento includono la pirolisi che comporta la rottura di composti organici senza ossigeno presente e la gassificazione che reagisce agli stessi composti con ossigeno e vapore per produrre syngas, un combustibile composto principalmente da monossido di carbonio e idrogeno.
Il desorbimento termico è il secondo metodo di trattamento termico disponibile dal 2011, in cui i composti vengono vaporizzati ma non bruciati. La metodologia può essere utilizzata per trattare l'acqua inquinata e il suolo in loco, per rimuovere composti organici volatili che sono vaporizzati e raccolti per un ulteriore uso o smaltimento. Il trattamento del suolo o dell'acqua in questo modo avviene attraverso vari metodi, tra cui la resistenza elettrica e il riscaldamento a radiofrequenza o l'iniezione di composti caldi come aria, acqua o vapore. Il suolo e l'acqua che hanno livelli estremi di contaminazione, come i residui radioattivi, sono trattati attraverso un processo di desorbimento termico noto come vetrificazione, in cui i materiali vengono riformati in un tipo di vetro che rimuove i composti organici e intrappola metalli e radionuclidi. La vetrificazione è un processo costoso, tuttavia, che deve essere condotto a temperature comprese tra 2.912 ° e 3.632 ° Fahrenheit (tra 1.600 ° e 2.000 ° Celsius).
La depolimerizzazione termica è un'altra forma di trattamento termico dei rifiuti, che utilizza la materia prima di biomassa e plastica di scarto in una versione accelerata del processo naturale che genera combustibili fossili. La pressione e il calore vengono applicati ai rifiuti nel corso di diverse ore per scomporre la struttura molecolare dei composti in catene di idrocarburi più semplici. Inizialmente, la depolimerizzazione termica richiedeva più energia per creare il combustibile di quella che il combustibile stesso poteva fornire fino al 1996 quando i perfezionamenti nel processo lo rendevano economicamente sostenibile.
Si stima che, a partire dal 2007, almeno 3.198.916 tonnellate di rifiuti solidi urbani (RSU) siano state convertite in energia su base annua dalle prime tre società occidentali del settore. Questa è solo una piccolissima quantità di rifiuti solidi effettivamente prodotti in tutto il mondo ogni anno, tuttavia, con la sola Cina che produce circa 211.000.000 di tonnellate di RSU nel solo 2007. Si stima che il Giappone sia il leader mondiale a partire dal 2007 nel trattamento termico di RSU, dove sono state lavorate oltre 40.000.000 di tonnellate. Il principale svantaggio del trattamento termico è che, nonostante i severi controlli, il processo genera quantità significative di inquinanti atmosferici altamente tossici, come i composti diossina, il mercurio e il monossido di carbonio.