PROGETTO COMPLESSO IMPIANTISTICO PER IL TRATTAMENTO DELLA F.O.R.S.U.

Transcript

1 PROGETTO COMPLESSO IMPIANTISTICO PER IL TRATTAMENTO DELLA F.O.R.S.U. ARO 2 BAT Barletta-Andria-Trani

2 IL PROGETTO LAYOUT IMPIANTO STATO DI FATTO Il progetto illustrato nella presente documentazione è riferito ad un impianto di digestione anaerobica per la produzione di biogas e conseguentemente biometano, alimentato da t/anno di Frazione Organica di Rifiuti Solidi Urbani (F.O.R.S.U.), e t/anno di rifiuto verde (CER ). Il digestato solido prodotto dal processo anaerobico sarà avviato a compostaggio assieme alla matrice composta da verde. La realizzazione del nuovo impianto porterà ad un miglioramento complessivo dell attività di trattamento dei rifiuti grazie alla valorizzazione delle matrici alimentate e della qualità dei prodotti uscenti. FLUSSI IN INGRESSO STATO DI PROGETTO Matrice Unità di misura Quantitativo F.O.R.S.U. t/y Rrifiuto verde (CER ) t/y FLUSSI IN USCITA Matrice Unità di misura Quantitativo Biogas Prodotto Nm 3 /y Biometano da Upgrading Biogas Nm 3 /y Inerti (sovvallo da trattamento di separazione) t/y Compost t/y Effluente liquido avviato a depuratore t/y

3 FLOW SHEET BILANCIO DI MASSA FORSU FORSU t/y 32,0 % ST ACQUA DI RETE t/y 0,0% ST APRISACCO RICIRCOLO t/y SOVVALLO t/y BIOSPREMITRICE 0,0% ST 40,0 % ST PUREA t/y 10,9 % ST SEPARATORE MAGNETICO VASCA DI PRECARICO MATERIALE IN INGRESSO t/y 10,0 % ST SABBIE ORGANICHE t/y 40,0% ST Ricircolo BIOSPREMITRICE COGENERAZIONE DIGESTORE ANAEROBICO BIOGAS Nm³/y VERDE t/y 34 t/d DIGESTATO t/y 50,0% ST 5,0 % ST H₂O POLY t/y SEPARATORE FRAZIONE SOLIDA t/y 13,3% - ST SOLIDO/LIQUIDO 20,0% ST Biogas EFFLUENTE t/y 0,0% ST DIGESTIONE ANAEROBICA LAVAGGIO BIOGAS UPGRADING EQUALIZZATORE COMPOSTAGGIO Liquido EFFLUENTE t/y 0,0% ST COMPOSTATO t/y 45,0 % ST SBR SEPARATORE Digestato Solido SBR MATURAZIONE EFFLUENTE t/y 0,0 % ST FERTILIZZANTE t/y 65,0 % ST MATURAZIONE COMPOST DEPURAZIONE VENDITA BIOCELLE VERDE

4 MESSA IN RISERVA E ALIMENTAZIONE MATRICI IL CICLO PRODUTTIVO La FORSU viene trasportata all impianto tramite gli automezzi utilizzati per la raccolta che, dopo una fase di pesatura, scaricano le matrici in oggetto in un edificio dedicato al ricevimento delle stesse. Il caricamento delle linee avviene a mezzo di una gru a carroponte, attrezzate con benna a polipo. quattro unità di spremitura che lavoreranno in parallelo per un periodo di circa 5 ore/giorno per 7 giorni/settimana. È previsto un trattamento con un separatore stellare e un deferrizzatore prima dell immissione in biospremitrice. Nella lavorazione delle matrici sarà apportata, a ciascuna unità di spremitura, una aliquota dell effluente liquido trattato nelle fasi successive del processo al fine di migliorare il processo di separazione e spremitura della matrice organica in oggetto ed ottenere una purea caratterizzata da una percentuale di sostanza secca tale da ottimizzare la successiva fase di digestione anaerobica. SEPARAZIONE SOVVALLO NON BIODEGRADABILE E SPREMITURA Questa fase di pretrattamento delle matrici avverrà per mezzo di un sistema, applicato nel trattamento dell umido da raccolta differenziata, concepito per dividere la sostanza organica da quella inorganica, separando fisicamente eventuali materiali non organici presenti nella FORSU (plastica, sassi, ecc.). Il sistema di trattamento delle matrici sarà composto da Pulper e preparazione del substrato La purea prodotta dalle unità di spremitura della FORSU sarà ricevuta in una vasca di precarico appositamente realizzata con lo scopo di: Miscelare ed omogeneizzare il liquido di spremitura prima di alimentarlo alla successiva fase di digestione anaerobica; Separare eventuali sabbie con residuo organico ancora presenti nel liquido di spremitura; Snodo idraulico per la successiva fase del processo; Nella vasca di precarico avviene la preparazione del mix che alimenta i successivi digestori anaerobici. La parte organica più fine, presente nel liquido di spremitura avviato al sistema di precarico come sabbie, grazie all apposito sistema di miscelazione e alla struttura della vasca stessa, sedimenterà, e sarà trasportata mediante coclea ad un container scarrabile di stoccaggio, da cui verrà avviata a compostaggio. PREPARAZIONE DEL SUBSTRATO

5 DIGESTIONE ANAEROBICA Digestori Anaerobici La sezione di digestione anaerobica sarà costituita da due digestori primari e da un digestore di stoccaggio a freddo (secondario). Nel digestore primario (o anaerobico) avviene, in condizioni di miscelazione e temperatura controllate, la degradazione della sostanza organica (digestione anaerobica) e la produzione di biogas. Nel secondo avviene lo stoccaggio del digestato primario prodotto dal digestore anaerobico e contestualmente l accumulo di biogas nel sovrastante accumulatore pressostatico in bassa pressione. La degradazione della biomassa da parte di microrganismi anaerobi avverrà nel digestore primario e sarà condotta in condizioni di termofilia: in particolare sarà previsto un set di temperatura di C. Per il riscaldamento dei digestori è previsto l utilizzo di fluido riscaldato recuperato dal cogeneratore; la temperatura dell acqua in arrivo dal gruppo sarà di circa 90 C. I digestori primari saranno realizzati in calcestruzzo armato, avranno fondo Digestori In ciascun digestore anaerobico il biogas prodotto tende a salire nella parte superiore della vasca grazie anche alla continua miscelazione delle sostanze organiche in fermentazione nel digestore. La parte superiore di ogni vasca, progettata per stoccare parte del biogas prodotto, avrà una capacità variabile in funzione di un incremento/ decremento del livello del liquido in vasca e sarà collegata tramite apposita linea di tubazione con l accumulatore pressostatico. Accumulatore pressostatico in bassa pressione Il biogas prodotto è stoccato in un accumulatore pressostatico in bassa pressione realizzato con doppia membrana in tessuto di fibre poliesteri spalmate PVC e installato al di sopra del digestore a freddo. Colonne di lavaggio e condensatore tipo chiller Il biogas è generato con la presenza di impurità (composti organici ridotti, H 2 S ed umidità) che è necessario rimuovere per permettere la conversione STOCCAGGIO E TRATTAMENTO BIOGAS in biometano. conico e saranno rivestiti e dotati di coibentazione per ridurre le dispersioni termiche. Con l obbiettivo di mantenere massima la produzione di biogas e conseguentemente la produzione energetica si prevede l installazione di un sistema automatico di monitoraggio delle prestazioni. Il digestore a freddo avrà la molteplice funzione di: degasare meglio il liquido raccogliendo la residua produzione di biogas; stoccaggio e snodo idraulico per poter permettere un funzionamento in discontinuo della successiva fase di separazione solido/liquido. La rimozione di H 2 S avviene all interno di due torri di lavaggio a doppio stadio. Il biogas viene inviato ad una batteria di essiccazione per il raffreddamento e l eliminazione delle condense, composta da uno scambiatore di calore e da un gruppo di raffreddamento a ciclo frigorifero (chiller). Compressione biogas A monte dell upgrading un ventilatore centrifugo provvede a comprimere il biogas per portarlo in pressione alla stazione successiva.

6 TORCIA DI SICUREZZA L eventuale eccesso di biogas che non potesse essere avviato alla sezione successiva sarà bruciato in una apposita torcia di sicurezza (una per Il biogas in uscita dal digestore, preventivamente filtrato/essiccato, entra in un sistema di desolforazione a carboni attivi, senza rigenerazione, IMPIANTO DI UPGRADING ogni linea) dotata di sistema di accensione automatica legata alla pressione dove verrà rimosso l H 2 S presente nel biogas fino ad un valore di 6 ppm. presente nel gasometro. Successivamente il biogas parzialmente depurato verrà compresso dal compressore primario, fino alla pressione di 12 barg, prima dell ingresso in uno scrubber a lavaggio per la rimozione dell ammoniaca. All uscita dello scrubber a rigenerazione per la rimozione dell ammoniaca, il biogas è ancora ricco di acqua ed anidride carbonica. In queste condizioni viene riscaldato fino a +65 C ed entra nelle membrane per la depurazione definitiva dall H 2 O e dalla CO 2. A questo punto il biogas è già biometano, e viene compresso del compressore di alta pressione fino a 250 barg per il rifornimento veicolare in apposito impianto di distribuzione. Biogas Pretrattamento Rimozione CO2 Biometano COGENERAZIONE Per quanto riguarda il gruppo di cogenerazione sarà adottato un motore MTU da 600 kw, tecnicamente all avanguardia e di grande efficienza, alimentato con il metano di rete. Il sistema cogenerativo selezionato è stato H2S H2O VOC CO2 costantemente rielaborato da parte della società produttrice e oggi, in base alle informazioni fornite in fase di sviluppo e di test del motore, tramite l ottimizzazione della combustione ed il miglioramento della miscela di alimentazione, il gruppo di cogenerazione selezionato può essere in grado di raggiungere il 43% di efficienza elettrica, con aumenti significativi di energia elettrica prodotta rispetto alle unità precedenti Il digestato in uscita dai digestori a freddo è inviato ad una fase di separazione della frazione solida dalla liquida ottenuta in una centrifuga. Al sistema di separazione sarà possibile dosare del polielettrolita cationico con lo scopo di aumentare l efficienza del processo di separazione. SEPARAZIONE DIGESTATO

7 di trasporto a nastro e la pala meccanica provvede quindi al caricamento delle biocelle della maturazione accelerata. Al termine del periodo di maturazione accelerata, il materiale viene quindi estratto dalle biocelle tramite pala meccanica e conferito alle operazioni finali di maturazione finale/raffinazione. La raffinazione è effettuata con rotovaglio avente un tamburo con maglia quadrata. Il compost ottenuto sarà posto in un locale dedicato all interno dell edificio di maturazione dove potrà avvenire l insacchettamento. Il sovvallo sarà stoccato e riutilizzato nella miscela iniziale per il processo di compostaggio. Una parte del compostato, dopo la maturazione, sarà avviato ad un sistema MESSA IN RISERVA MATRICI In una porzione dell edificio dedicato al composatggio viene realizzata una apposita area per la messa in riserva delle matrici in uscita dall impianto anaerobico che saranno avviati al processo di compostaggio. Una adiacente area di stoccaggio è utilizzata per il ricevimento della frazione verde. Le matrici stoccate sono inviate per mezzo di mezzi meccanici ad un sistema di triturazione e miscelazione. COMPOSTAGGIO Dopo la separazione solido/liquido, il digestato solido viene depositato in una platea confinata, ricavata all interno dei rispettivi comparti di prelavorazione. All interno di questi comparti, opera un impianto di aspirazione dell aria, che garantisce la depressione dei locali per evitare la fuoriuscita degli odori e ed il loro opportuno trattamento. La biomassa arriva ai rispettivi comparti di miscelazione tramite un sistema pirolitico al fine di produrre carbone vegetale da immettere sul mercato come ammendante. L impianto proposto si basa sul processo della pirolisi nel quale il materiale da trattare viene convertito indirettamente sotto l effetto del solo calore in un combustibile gassoso (pyrogas) e in carbone vegetale di pirolisi (biochar). Il pyrogas prodotto verrà bruciato fornendo il calore necessario al mantenimento del processo di pirolisi. Il materiale da processare viene pirolizzato internamente ad un tamburo rotante riscaldato esternamente dai fumi di combustione del pyrogas, generati nel combustore che transitano nell intercapedine tra muffola esterna e tamburo rotante. La pirolisi viene condotta in assoluta assenza di ossigeno e a temperature nel campo da 450 a 550 C.

8 BIOESSICCAZIONE SOVVALLO La frazione non biodegradabile subisce un trattamento di bioessiccazione su un unica andana per la successiva compattazione ed invio L intero complesso, per quanto riguarda gli ambienti chiusi, sarà mantenuto in depressione e l aria aspirata sarà convogliata ad un sistema TRATTAMENTO ODORI ad impianti di recupero energetico. di abbattimento delle emissioni odorigene e polveri costituito da linee di aspirazione, scrubber e da biofiltri. La biofiltrazione dell aria è un trattamento di depurazione delle emissione gassose basato sul processo di ossidazione biochimica effettuata da parte di microrganismi aerobici sui composti organici inquinanti aerodispersi e spesso odorigeni. TRATTAMENTO EFFLUENTI La frazione liquida del digestato prodotto è inviata ad una vasca di equalizzazione a servizio del successivo reattore SBR (Sequencing Batch Reactors), con la funzione di abbattere i carichi azotati presenti. Le fasi di lavoro si distinguono in carico, ossidazione, denitrificazione, sedimentazione e scarico. Dopo la fase di sedimentazione, i fanghi decantati sono raccolti dal fondo ed inviati allo stesso sistema di separazione solido/liquido utilizzato per la separazione del digestato prodotto. Si prevede di trattare la frazione liquida in uscita dall impianto SBR con un trattamento a membrane (ultrafiltrazione e osmosi inversa) consentendo di rispettare i limiti di scarico in Corpo Idrico Superficiale delle acque in uscita dall impianto di digestione anaerobica. La realizzazione del progetto prevede l adozione delle migliori tecnologie disponibili, in conformità alla normativa che prevede la riduzione ed il controllo integrato delle emissioni inquinanti nell ambiente. Sono previsti sistemi per l abbattimento elle emissioni da motore cogenerativo come la regolazione sulla combustione lenox per l abbattimento degli NOx e il catalizzatore ossidante per l abbattimento della CO. Inoltre il processo EMISSIONI IN ATMOSFERA di pirolisi è condotto in condizione tali da evitare la formazione di diossine, risolvendo il grave problema del microinquinamento organico. Il gas di pirolisi è privo di composti organici clorurati (PCDD-PCDF). Le apparecchiature tecniche, ove possibile, sono state previste inserite all interno di locali chiusi aspirati e le arie convogliate a biofiltri, per limitare le emissioni olfattive. In fase di progetto preliminare e definitivo sarà condotta l indagine relativa all impatto acustico del progetto di miglioramento dell impianto di IMPATTO ACUSTICO compostaggio esistente. Tale studio metterà in luce una situazione, sia nel periodo diurno che in quello notturno, conforme ai valori limite stabiliti dalla classificazione acustica dei comuni di riferimento per i punti recettori.

9 Bioener S.p.A. Via Paolo Emilio Taviani La Spezia Tel