Studio di un modello di vaglio rotante per la selezione dei rifiuti

This Thesis focuses on the modelling of rotating screens (trommels) for the processing of Municipal Solid Waste (MSW). Waste screening is one of the fundamental processes in Mechanical-Biological Treatment (MBT) plants. The work carried out analysed in detail two trommel models found in the literature: the one developed by Stessel and Kranc, and the one developed by Mellmann. Whereas the former actually refers to trommels for waste processing, the latter generally concerns particle dynamics inside rotating cylinders (with a special focus on rotary kilns) and, thus, it has been adapted. Both models have been evaluated by means of Excel and Matlab tools and highlighting several critical aspects. For this reason, a further modelling approach has been investigated. The elemental dynamics of single particles has been considered, adopting the Discrete Element Method (DEM) approach. On the basis of the work carried out by Luding, the basic framework of a DEM code has been lied down, for the simulation of waste screen through trommels.

Questa Tesi riguarda la modellazione di vagli a tamburo rotante utilizzati per il trattamento di Rifiuti Solidi Urbani (RSU). La vagliatura è uno dei processi fondamentali che compongono gli impianti di Trattamento Meccanico-Biologico (TMB) dei rifiuti. Il lavoro svolto ha analizzato nel dettaglio due modelli di vaglio a tamburo presenti in letteratura, quello sviluppato da Stessel e Kranc e quello sviluppato da Mellmann. Mentre il primo si riferisce effettivamente a vagli per il trattamento dei rifiuti, il secondo riguarda in generale la dinamica delle particelle all’interno di cilindri rotanti (con particolare riferimento ai forni a tamburo) ed è quindi stato adattato. Entrambi i modelli sono stati analizzati mediante strumenti Excel e Matlab, evidenziando diverse criticità. Per questa ragione si è indagato un ulteriore approccio modellistico basato sulla dinamica elementare delle singole particelle e chiamato, in letteratura, DEM – Discrete Element Method. Sulla base del lavoro di Luding, è stata delineata la struttura base di un codice DEM per la simulazione della vagliatura dei rifiuti con vagli a tamburo rotante.