Impatto odorigeno degli impianti di digestione anaerobica

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1 Impatto odorigeno degli impianti di digestione anaerobica Laura Capelli Selena Sironi Politecnico di Milano, Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica Giulio Natta

it), Selena Sironi Politecnico di Milano,

2 Il problema odori 2 Sensibilizzazione della popolazione nei confronti del problema odori, che spesso rappresentano il fattore limitante alla costruzione o all esercizio di impianti Necessità di disporre di metodi di misura degli odori e di specifici criteri di accettabilità (normativa specifica) al fine di determinare il reale grado di molestia

di impianti Necessità di disporre di metodi di misura degli odori e di specifici

3 La misura dell odore 3 Problema dell oggettivazione della sensazione olfattiva Metodi analitici: analisi chimiche (GC-MS) Determinazione qualitativa e quantitativa della composizione di una miscela odorigena mediante tecniche di separazione e identificazione. Metodi sensoriali: olfattometria dinamica (EN 13725:2003) Determinazione della concentrazione di odore in ou E /m 3, ossia il numero di diluizioni con aria neutra necessarie per portare un campione odorigeno alla concentrazione di soglia olfattiva. Metodi senso-strumentali: naso elettronico Sistemi olfattivi artificiali costituiti da sensori per la rilevazione di gas e sistema di elaborazione dati, che svolgono strumentalmente le funzioni dell olfatto umano.

Metodi sensoriali: olfattometria dinamica (EN 13725:2003) Determinazione della concentrazione di odore in ou E /m 3, ossia il numero di diluizioni con aria neutra necessarie per

4 Il campionamento 4 Identificazione di tutte le potenziali fonti di emissione di odore Necessità di procurarsi campioni rappresentativi dell emissione di odore da analizzare Accorgimenti per non alterare le caratteristiche odorigene del campione fino al momento dell analisi Per la caratterizzazione di un emissione è necessario tenere conto non soltanto della concentrazione dell inquinante emesso (mg/m 3 ), ma anche della portata gassosa associata alla sorgente (m 3 /s), al fine di determinare la quantità di inquinante emessa nell unità di tempo (mg/s) Il parametro per la caratterizzazione di un emissione di odore è la portata di odore (OER - Odour Emission Rate) OER [ou E /s] = c od [ou E /m 3 ] x Q sorg [m 3 /s] Strategie di campionamento diverse a seconda della tipologia di sorgente da monitorare (sorgenti puntuali vs. sorgenti areali)

emesso (mg/m 3 ), ma anche della portata gassosa associata alla sorgente (m 3 /s), al fine di determinare la quantità di inquinante emessa nell unità di tempo (mg/s) Il parametro per la

5 La conservazione dei campioni (UNI EN 13725:2004) 5 Utilizzo di appositi materiali per la realizzazione della strumentazione e dei sacchetti di campionamento Politetrafluoroetilene (PTFE, Teflon TM ) Copolimero di Tetrafluoroetilene e Esafluoropropilene (FEP) Polietilentereftalato (PET, Nalohan TM ) Vetro Acciaio Prediluizione del campione Se può verificarsi formazione di condensa all interno del sacchetto (RH>90%, T>50 C) Se concentrazione di odore presunta è troppo elevata (> dell intervallo di diluizione dello strumento impiegato per la misurazione) L analisi del campione deve essere effettuata entro 30 ore dal momento del prelievo

Prediluizione del campione Se può verificarsi formazione di condensa all interno del sacchetto (RH>90%, T>50 C) Se concentrazione di odore presunta è troppo

6 Campionamenti da sorgenti puntuali 6 Sorgenti puntuali: emissioni convogliate (e.g., condotti o camini) OER = c od x v effl x A sez OFF START STOP

7 Campionamenti da sorgenti areali attive 7 Sorgenti areali attive: emissioni da superfici aventi un flusso proprio (e.g., biofiltri) Isolamento di una porzione della superficie per mezzo di una cappa statica OER = c od x Q

8 Campionamenti da sorgenti areali passive 8 Sorgenti areali passive: emissioni da superfici solide o liquide estese, sottoposte agli agenti atmosferici (e.g., vasche di depurazione, cumuli di rifiuti o compost) Metodi a cappa : simulazione dell azione del vento sulla superficie da campionare SOER = c od x Q effl / A base OER = SOER x A emiss c od ~ v -1/2 OER ~ v 1/2

i agenti atmosferici (e.g., vasche di depurazione, cumuli di rifiuti o compost) Metodi a

9 L olfattometria dinamica 9 Misura della concentrazione di odore, in ou E /m 3, i.e. il numero di diluizioni necessarie per portare un campione odorigeno al suo livello di soglia olfattiva, mediante metodica sensoriale per diluizioni successive Recente standardizzazione della metodica (UNI EN 13725:2004) Impiego di: Apposito strumento diluitore, chiamato olfattometro Camera olfattometrica: locale climatizzato, ventilato e insonorizzato Panel di esaminatori selezionati secondo definiti criteri di sensibilità ad un odorante di riferimento (n-butanolo) e ripetibilità

10 L olfattometria dinamica: principio della misura 10 Il campione da analizzare è presentato al panel dapprima molto diluito, poi a concentrazioni via via crescenti (fattore di diluizione 2), fino a raggiungere la concentrazione di soglia olfattiva, per cui l odore del campione comincia a essere percepito dagli esaminatori 1 1: Ref. air 3 4 1:8000 Ref. air 5 Blank 6 Ref. air 7 8 1:4000 Ref. air 9 Blank 10 Ref. air 3 1:2000

raggiungere la concentrazione di soglia olfattiva, per cui l odore del campione comincia a essere percepito

11 L approccio modellistico per la valutazione di impatto olfattivo 11 Regione Lombardia: DGR 15 febbraio 2012 n. IX/3018 Dovranno essere redatte delle mappe di impatto dove devono essere riportati i valori di concentrazione orarie di picco di odore al 98 percentile su base annuale, così come risultanti dalla simulazione a 1, 3 e 5 ou E /m 3 UK: IPPC - Horizontal Guidance for Odour Part 1 Regulation and Permitting (2002) I limiti di concentrazione di odore al 98 percentile sono fissati a 1.5 ou E /m 3, 3.0 ou E /m 3 o 6.0 ou E /m 3, nel caso rispettivamente di tipologie industriali ad elevato, medio o basso potenziale di molestia Francia: JORF du 22 Avril 2008 (per impianti di compostaggio): La concentrazione di odore imputabile all impianto, valutata entro un raggio di 3000 m dai confini dell impianto stesso, non deve superare il limite di 5 ou E /m 3 per più di 175 ore all anno, corrispondenti ad una frequenza del 2% (98 percentile)

simulazione a 1, 3 e 5 ou E /m 3 UK: IPPC - Horizontal Guidance for Odour Part 1 Regulation and Permitting (2002) I limiti di concentrazione di odore al 98 percentile sono fissati a 1.5 ou E /m 3, 3.

12 Il naso elettronico 12 Definizione: An instrument which comprises an array of electronic chemical sensors with partial specificity and an appropriate pattern recognition (PR) system, capable of recognizing simple or complex odours (Gardner & Bartlett, 1994)

specificity and an appropriate pattern recognition (PR) system,

13 Naso elettronico per la determinazione di impatto olfattivo sul campo 13 Obiettivi: Analisi in continuo dell aria ambiente presso il ricettore Rilevazione della presenza di odore Riconoscimento/classificazione dell odore E.U / / / / / / S1 S2 S3 S4 S5 S6 22/07/ :31 22/07/ AIR 22/07/ :41 22/07/ biofiltro 22/07/ :51 22/07/ biofiltro 22/07/ :02 22/07/ AIR 22/07/ :12 22/07/ AIR 22/07/ :22 22/07/ AIR 22/07/ :32 22/07/ biofiltro 22/07/ :42 22/07/ AIR 22/07/ :52 22/07/ AIR 22/07/ :02 22/07/ biofiltro 22/07/ :12 22/07/ biofiltro 22/07/ :22 22/07/ biofiltro 22/07/ :32 22/07/ biofiltro 22/07/ :42 22/07/ biofiltro 22/07/ :52 22/07/ avanfossa 22/07/ :02 22/07/ compost 22/07/ :12 22/07/ AIR 22/07/ :22 22/07/ AIR 22/07/ :32 22/07/ AIR Determinazione dell impatto olfattivo

31 AIR 22/07/2010 04:41 22/07/2010 04.41 biofiltro 22/07/2010 04:51 22/07/2010 04.51 biofiltro 22/07/2010 05:02 22/07/2010 05.02 AIR 22/07/2010 05:12 22/07/2010 05.

14 Caso studio 14 Valutazione previsionale di impatto olfattivo delle emissioni di odore dell impianto di digestione anaerobica e compostaggio di FORSU e verde a Faedo (TN) Coordinate impianto: Lat: 46 13'27" Nord Long: 11 9'48" Est Modello utilizzato: CALPUFF

e compostaggio di FORSU e verde a Faedo (TN) Coordinate

15 15

16 Dati di input del modello 16 Parametro meteorologico Tipo di elaborazione Unità di misura Periodo Temperatura dell'aria media su 1 h C Velocità del vento media su 1 h m/s Direzione del vento prevalente su 1 h gradi sessagesimali Radiazione solare globale media su 1 h MJ/m 2 Umidità relativa dell aria media su 1 h % Precipitazione totale su 1 h mm dal 01/01/2009 al 31/12/2009 Dati meteorologici: reperiti dalla Provincia Autonoma di Trento tramite le stazioni meteorologiche di Roverè della Luna (TN) e Salorno (BZ). Dati emissivi: ipotizzati sulla base dei dati di progetto e dei valori di concentrazione e portata di odore relativi ad impianti analoghi. Portata, caratteristiche fisiche e geometriche delle sorgenti e dettagli sul funzionamento sono stati forniti dai progettisti. Dati orografici: Corografie, cartografie e dati orografici sono stati estrapolati da Google Earth. Griglia 4km x 4km, con un punto ogni 100 m (40 x 40 = 1600 recettori).

meteorologici: reperiti dalla Provincia Autonoma di Trento tramite le stazioni meteorologiche di Roverè della Luna (TN) e Salorno (BZ).

17 Rosa generale dei venti 17 WNW (292,5 ) W (270,0 ) NW (315,0 ) NNW 18.0% NNE (337,5 ) Due direzioni 16.0% (22,5 ) 14.0% 12.0% 10.0% 8.0% 6.0% 4.0% 2.0% 0.0% N (0,0 ) NE (45 ) ENE (67,5 ) E (90 ) prevalenti del vento, una diretta da est verso ovest, e l altra in direzione opposta WSW (247,5 ) ESE (112, 5 ) SW (225,5 ) SE (135 ) SSW (202, 5 ) S (180 ) SSE (157,5 )

0% N (0,0 ) NE (45 ) ENE (67,5 ) E (90 ) prevalenti del vento, una diretta da est verso

18 Le sorgenti emissive considerate 18 Biofiltro: Portata m 3 /h; T media 30 C; Superficie 670 m 2 Fumi del gruppo di cogenerazione: Portata 3500 Nm 3 /h; T 180 C; Camino di altezza 10 m e diam. 0.4 m Stoccaggio compost raffinato su platea: Superficie 1000 m 2 ; altezza 3,5 metri c od = 300 ou E /m 3 (cfr. limite austriaco Norma S ) c od = 1500 ou E /m 3 (da dati del Laboratorio Olfattometrico) OEF = ou E /t (Sironi et al. Atmos Environ (2006) ) t/y -> 6000 ou E /s Emissione Coord. Coord. Altezza Superf. Diam. Altezza Temp. Portata Velocità OER UTM E UTM N (m) (m 2 ) eq. (m) s.l.m. (m) (K) (Nm 3 /h) (m/s) (ou E /s) Biofiltro Camino cogenerazione Cumuli compost Sono state considerate nulle le emissioni derivanti dai cumuli di verde (cippato ligneo), e i transitori di accensione della torcia a servizio del digestore nei casi, non programmati di fermo motore

limite austriaco Norma S 2205-1) c od = 1500 ou E /m 3 (da dati del Laboratorio Olfattometrico) OEF = 7.5 10 6 ou E /t (Sironi et al.

19 Risultati: Caso percentile su base annua della concentrazione di picco di odore, considerando lo stoccaggio dei cumuli di compost all aperto: OER = 6000 oue/s

20 Risultati: Caso percentile su base annua della concentrazione di picco di odore, considerando lo stoccaggio dei cumuli di compost al chiuso, e trascurabili le emissioni fuggitive dal capannone: OER = 0 oue/s

21 Risultati: Caso percentile su base annua della concentrazione di picco di odore, considerando lo stoccaggio dei cumuli in un capannone chiuso su tre lati, ipotizzando una velocità di efflusso per effetto diffusivo di 0.1 m/s: OER 3460 oue/s

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