IMPIANTI A BIOGAS PRODOTTO DALLA DIGESTIONE ANAEROBICA DI BIOMASSE

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1 IMPIANTI A BIOGAS PRODOTTO DALLA DIGESTIONE ANAEROBICA DI BIOMASSE Giovanna Biagi Paola Bucci Servizio Territoriale Sezione Provinciale Arpa di Bologna

2 Per DIGESTIONE ANAEROBICA si intende la degradazione della sostanza organica da parte di microrganismi in condizioni di anaerobiosi. La sostanza organica viene trasformata in BIOGAS costituito prevalentemente da metano e anidride carbonica. La percentuale di metano nel biogas varia in funzione del tipo di sostanza organica digerita e delle condizioni di processo, da un minimo di 50 fino all 80% circa.

3 Il processo di digestione anaerobica può essere effettuato A SECCO (dry digestion) si riferisce a miscele di materiale con contenuto in solidi minimo del 30% A UMIDO (wet digestion) si riferisce a miscele di materiale con un contenuto in solidi del 10-15%

4 La digestione anaerobica avviene in reattori (digestori) concepiti per evitare il contatto dell ossigeno atmosferico con la biomassa e mantenere una temperatura costante. Il processo può essere condotto all interno del digestore in condizioni: MESOFILE temperatura: ~35 C TERMOFILE temperatura: ~55 C

5 SOSTANZA ORGANICA (carboidrati, proteine, lipidi) BATTERI IDROLITICI Acidi grassi BATTERI ACETOGENICI Acido acetico, acido formico, idrogeno BATTERI METANIGENI Metano, anidride carbonica, acqua

6 Nel digestore le fasi idrolitica, acidogenica e metanigenica possono avvenire: tutte e tre simultaneamente con l ultima fase separata dalle altre due Digestori a una fase Digestori a due fasi

7 SUBSTRATI avviabili alla digestione anaerobica RESA INDICATIVA IN BIOGAS (m 3 biogas per tonnellata di solidi volatili *) Scarti organici macellazione (grassi, contenuto stomacale ed intestinale, sangue, fanghi flottazione) Colture energetiche (mais, sorgo zuccherino, erba) Scarti organici agroindustria (siero, scarti vegetali,lieviti, fanghi e reflui di distillerie,, birrerie e cantine, ecc.) Frazione organica rifiuti urbani Residui colturali (paglia, colletti barbabietole, ecc.) Fanghi di depurazione Deiezioni animali (suini, bovini, avi-cunicoli) (*) Solidi volatili: frazione della sostanza secca costituita da sostanza organica

8 PRODOTTI FINALI DELLA DIGESTIONE ANAEROBICA Gas combustibile con potere calorifico medio di 23 MJ/Nm 3 costituito da: Metano (CH 4 ) 65 70% Anidride carbonica (CO 2 ) la restante parte, in funzione del tipo di sostanza organica digerita e dalle condizioni di processo Fango più o meno solido a seconda del processo adottato (a a umido o a secco).

9 Schema del ciclo di trattamento integrato anaerobico/aerobico BIOGAS IMPIANTO DI COGENERAZIONE BIOMASSE IN INGRESSO ENERGIA FANGHI DI DIGESTIONE CENTRIFUGAZIONE Fase liquida Fase solida Depurazione / Spandimento in agricoltura Compostaggio

10 PROGETTI di IMPIANTI A BIOGAS presentati per l ottenimento dell autorizzazione alla costruzione ed esercizio DISTRETTO DI PIANURA 16 COMUNI NELLA PIANURA BOLOGNESE 1 impianto già autorizzato (in fase di costruzione) San Giovanni in Persiceto Loc Biancolina 4 impianti in fase di autorizzazione/ presentazione progetto San Pietro in Casale, Molinella, Malalbergo Crevalcore

11 IMPIANTO AUTORIZZATO DI BIANCOLINA Che tipo di impianto? Impianto a sistema integrato aerobico/anaerobico caratterizzato da: processo a bi-stadio tecnica di digestione a semisecco (solidi( compresi tra 15-20%) processo termofilo

12 Il riscaldamento della biomassa è ottenuto tramite tubazioni fissate contro la parete del digestore

13 Silomais Substrati autorizzati Altre colture tra cui loietto,, sorgo Rifiuti biodegradabili (verde urbano) (CER ) Feci animali, urine, letame (CER )

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15 Post - fermentatore installato in impianti similari

18 BIOGAS : gruppi di cogenerazione Da 1 m 3 di biogas è possibile produrre : ~ 1,8 KWh di elettricità ~ 2-3 KWh di energia termica

19 Post - fermentatore installato in impianti similari DIGESTATO CENTRIFUGAZIONE FASE FASE LIQUDA SOLIDA

20 DIGESTATO La separazione del digestato tramite centrifuga permette di ottenere due fasi : una palabile ed una liquida La fase liquida viene riutilizzata: in parte nel ciclo produttivo in parte come fertirrigazione nelle culture in campo in parte immessa in un sistema di fitodepurazione per l impianto di mitigazione ambientale (piante nel perimetro aziendale) La fase solida viene avviata alla produzione di compost di qualità

21 ELEMENTI DI IMPATTO AMBIENTALE DELL IMPIANTO In fase di valutazione del progetto, l analisi l dell impatto ambientale generato dall impianto ha riguardato i seguenti elementi: MATRICI IN INGRESSO EMISSIONI ODOROSE REFLUI RUMORE

22 MATRICI IN INGRESSO VERIFICA DEI RIFIUTI E DELLE MATERIE PRIME IN INGRESSO PROVENIENZA: LE AZIENDE CHE FORNIRANNO L APPROVVIGIONAMENTO DEI PRODOTTI VEGETALI DOVRANNO ESSERE COMPRESE IN UN RAGGIO MASSIMO DI 10 CHILOMETRI.(BILANCIO ENERGETICO) VERIFICA STOCCAGGI BIOMASSE PRIMA DEL TRATTAMENTO (AMBIENTI CONFINATI CON ASPIRAZIONE FORZATA E L ARIA CONVOGLIATA AD IMPIANTO DI DEPURAZIONE (BIOFILTRO)

23 EMISSIONI ODOROSE Nell esame esame del progetto è stata posta particolare attenzione alla problematica della diffusione di eventuali odori prodotti dall impianto in quanto l elaborazione di dati metereologici relativi agli anni ha indicato la direzione prevalente dei venti lungo una direttrice che non interessa significativamente la vicina frazione di Biancolina ma appare come direttrice prevalente verso il Capoluogo che dista circa 3 km dall impianto.

24 Lo studio della direzione dei venti indicava una direzione del vento v prevalente verso la parte nord del centro abitato di San Giovanni quindi eventuali entuali problematiche odorigine sarebbero andate ad interessare un nuovo quartiere costituito da villette e palazzine.

25 L orografia e le caratteristiche meteo-climatiche dell area tipiche della pianura bolognese potrebbero favorire inoltre ristagno degli odori avvertibili soprattutto nelle prime ore del mattino e tarda serata, fenomeno quest ultimo frequentemente verificato da questo Distretto presso impianti dove si trattano o utilizzano rifiuti o materie prime a bassa soglia olfattiva.

26 EMISSIONI ODOROSE Le possibili fonti di generazione di odori dall impianto sono state individuate in : fase di stoccaggio dei rifiuti e materiali in entrata in attesa del trattamento e durante le fasi di pretrattamento e selezione; processo di post-stabilizzazione stabilizzazione aerobica e maturazione della frazione organica digerita.

27 EMISSIONI ODOROSE Per il contenimento degli odori è stata adottata una strategia integrata che prevede: ambienti o manufatti completamente chiusi e in depressione, con aspirazione forzata di tutti i volumi destinati alle fasi di ricevimento, stoccaggio, fase aerobica di compostaggio; il trattamento delle arie esauste provenienti dai sistemi di aspirazione di tutto l impianto prima della loro immissione in atmosfera; prescrizioni nell autorizzazione per una corretta gestione dell impianto (evitare stoccaggi prolungati, prevenire fenomeni di anaerobiosi nella biomassa in fase di compostaggio, ecc.)

28 REFLUI PRODOTTI ALL IMPIANTO I reflui prodotti dall impianto sono costituiti da: ACQUE DI PROCESSO percolati prodotti nelle aree adibite allo stoccaggio dei rifiuti; percolati prodotti nelle aie di stabilizzazione aerobica; acque provenienti dalla disidratazione del fango digerito. ACQUE METEORICHE ACQUE DI ORIGINE CIVILE

29 GESTIONE DELLE ACQUE DI PROCESSO L impianto non da origine a scarichi industriali LE ACQUE DI PERCOLAZIONE VENGONO RICIRCOLATE ALL INTERNO DEL PROCESSO; QUALORA IL PERCOLATO NON VENGA RIUTILIZZATO DEVE ESSERE STOCCATO IN SEBATOI FUORI TERRA DOTATI DI IDONEO BACINO DI CONTENIMENTO E SMALTITO COME RIFIUTO. I REFLUI DI PROCESSO DERIVANTI DALLA SEPARAZIONE SOLIDO-LIQUIDO LIQUIDO VENGONO AVVIATI ALLA FERTIIRRIGAZIONE (AUTORIZZAZIONE PROVINCIALE) E ALLA FITODEPURAZIONE SOLO QUALORA (PRESCRIZIONE ARPA) I RISCONTRI ANALITICI DIMOSTRINO CHE DETTI REFLUI QUALI-QUANTITATIVAMENTE QUANTITATIVAMENTE RISPONDANO AI REQUISITI DI ASSIMILABILITÀ A REFLUO DI TIPO DOMESTICO IN BASE AI CRITERI DELLA TABELLA 1 PUNTO 5 DELLA DELIBERA DI GIUNTA REGIONE EMILIA ROMAGNA N DEL

30 GESTIONE DELLE ACQUE METEORICHE Al fine di ridurre il pericolo di dispersione sul terreno di acque contaminate sono stati adottati i seguenti accorgimenti: Tutte le zone di movimentazione e stoccaggio esterne sono asfaltate e drenate. Le acque meteoriche di prima pioggia provenienti dal dilavamento dei piazzali sono raccolte nella vasca di laminazione, prima del recapito nel corso d acqua superficiale subiscono un trattamento primario in idoneo impianto di disoleazione.

31 RUMORE Le fonti di rumore generato dall impianto sono state individuate in: apparecchiature utilizzate nelle varie sezioni (pompe, compressori, soffianti, ventilatori motori endotermici, macchine per movimentazione rifiuti, etc.) traffico veicolare traffico veicolare in relazione ai flussi attesi di materiale in ingresso ed in uscita.

32 RUMORE Per l attenuazione dei livelli sonori nelle zone di lavoro e, conseguentemente, nell area esterna all impianto sono stati adottati una serie di accorgimenti che prevedevano : l utilizzo di apparecchiature intrinsecamente silenziose; l applicazione di rivestimenti e carenature; il posizionamento dei macchinari su supporti antivibranti e/o lubrificati; l utilizzo di griglie fonoassorbenti per prese d aria esterne (motori).

33 CONCLUSIONI L impianto descritto é ancora in fase di costruzione per cui non si possono riportare in questa sede esperienze acquisite in campo sulla efficienza energetica nén sulla validità delle misure di mitigazione ambientale adottate; In genere si può comunque ritenere che in un processo di digestione anaerobica, gli impatti si manifestino solo in corrispondenza di una progettazione/realizzazione deficitaria o per una inadeguata gestione dell impianto impianto;

34 CONCLUSIONI Gli impatti possono essere efficacemente prevenuti o ridotti mediante l adozione l di accorgimenti costruttivi, opportuni dispositivi di abbattimento degli inquinanti e infine e sopratutto tramite una corretta pratica gestionale di tutte le attività connesse all impianto impianto; L aspetto gestionale è estremamente critico sopratutto se il personale impiegato non è altamente specializzato come spesso si verifica nei piccoli impianti.

35 GRAZIE PER L ATTENZIONE gbiagi@arpa.emr.it pbucci@arpa.emr.it