TECNOLOGIE E TENDENZE PER IL RECUPERO DA RIFIUTI

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1 Convegno MatER Maggio 2013 TECNOLOGIE E TENDENZE PER IL RECUPERO DA RIFIUTI Recupero di energia da fonti rinnovabili: la valorizzazione della frazione biodegradabile del rifiuto di matrice organica Dott. M. Bartoli 15 Maggio 2013

2 Il Gruppo HERA: Energia elettrica da fonti rinnovabili HERAmbiente S.p.A. nel corso del 2011 ha recuperato circa 7000 MWh di energia attraverso digestione anaerobica dei rifiuti organici 24,7% 1,4% 1,9% 9,8% 0,9% 61,1% Termovalorizzazione Biogas discarica Biogas Digestori Biogas Depuratori Centrali Biomassa Fotovoltaico Idroelettrico

3 Recupero dei rifiuti organici

4 Il progetto biodigestori PROCESSO DI COMPOSTAGGIO AEROBICO CLASSICO PROCESSO DI COMPOSTAGGIO INTEGRATO AEROBICO/ANAEROBICO CON PRODUZIONE DI ENERGIA STOCCAGGIO RIFIUTI IN INGRESSO STOCCAGGIO RIFIUTI IN INGRESSO TRITURAZIONE/ MISCELAZIONE TRITURAZIONE/ MISCELAZIONE DIGESTIONE ANAEROBICA Biogas RECUPERO ENERGETICO Aria OSSIDAZIONE AEROBICA E MATURAZIONE Aria OSSIDAZIONE AEROBICA E MATURAZIONE Energia elettrica RAFFINAZIONE FINALE RAFFINAZIONE FINALE Compost di qualità Compost di qualità

5 L impianto di compostaggio di Lugo Voltana (RA) Autorizzazione Integrata Ambientale Provvedimento n del 12/10/2012 e s.m.i. Provvedimento di Autorizzazione Unica n del 12/10/2012 ai sensi dell art. 12 del D. Lgs. 387/03 per la realizzazione e gestione della sezione di recupero energetico del biogas e delle relative opere di connessione CAPACITA DI TRATTAMENTO: tonn/anno (R3) e tonn (R13) RIFIUTI TRATTATI:. FORSU - frazione organica dei rifiuti solidi urbani raccolta in maniera differenziata dì provenienza alimentare domestica e mercatale, rifiuti agroalimentari provenienti dal settore agroindustriale, altri rifiuti organici di origine vegetale e animale; Verde e legno - scarti ligneocellulosici provenienti da RD e dalle attività di manutenzione del verde pubblico e privato e dagli scarti ligneocellulosici naturali; Fanghi di depurazione acque reflue urbane e assimilate e di origine agroalimentare. LINEE DI PRODUZIONE: Produzione compost di qualità (LINEA ACM) Produzione di biostabilizzato da Fanghi (LINEA CFS) Produzione di biomassa ligneocellusica (LINEA BIOMASSA)

6 Il processo di digestione anerobica a secco impiego diretto di rifiuti solidi tal quali; tecnologia basata su un processo monostadio di tipo batch; Il processo sfrutta più digestori in batteria (10 celle), caricati e svuotati a precisi intervalli di tempo e gestiti in modo sfasato tra loro, garantendo così la continuità del trattamento di digestione e la produzione costante di biogas; dimensione cella: 6.90 x m - H = 5.00 m tempo di ritenzione biomassa in fase di digestione: 25 gg

7 Condizioni di processo Il processo di degradazione biologica della biomassa e della conseguente produzione di biogas avviene attraverso idrolisi e acidificazione, acetogenesi e metanogenesi della materia organica; condizioni di mesofilia (37 40 C); Le condizioni di umidità costante del substrato sono garantite dal ricircolo dei liquidi di percolazione generati dal processo stesso. Il ricircolo del percolato, inoltre consente la regolazione della temperatura del substrato e l eventuale aggiunta, se necessario, di additivi per il controllo e l ottimizzazione del processo; Il mantenimento della temperatura durante il processo è garantito mediante un sistema di riscaldamento del fondo e delle pareti del digestore che sfrutta il calore generato dal sistema di cogenerazione.

8 Produzione e trattamento del biogas Composizione biogas: mediamente il tenore di metano nel biogas prodotto si attesta sul 55-60%; Produzione specifica: c.a Smc/t di FORSU in ingresso CURVA PRODUZIONE BIOGAS: tempo ritenzione miscela in cella di digestione - 35 gg mc

9 Sistema di supervisione e controllo - Fermentatore

10 Gestione della fase di carico/scarico digestori OBIETTIVI - evitare la formazione di miscele esplosive; - garantire la sicurezza degli operatori durante le operazioni di carico/scarico; - contenere le emissioni diffuse di sostanze odorigene; MODALITA OPERATIVE evacuazione del biogas residuo in condizioni di sicurezza attraverso lavaggio con i gas di scarico del motore ricchi in CO2; l aria aspirata viene avviata alla Torcia; afflusso continuo di aria fresca all interno del digestore stesso al fine di evitare il ristagno di cattivi odori all interno del digestore. L aria aspirata in questa fase viene di norma avviata ai biofiltri

11 Sfruttamento energetico del Biogas Unità di trattamento biogas: deumidificazione, compressione, filtrazione su carboni attivi (H2S < 1,5 % vol) potenza elettrica installata 998 kw (2 moduli da 499 cadauno) Unità di produzione energia installate all interno di un locale chiuso dedicato Produzione energia elettrica stimata: MWh (consumi ausiliari 8%) Recupero di calore per riscaldamento digestori/percolato, locali tecnici, palazzina uffici, essicazione biomassa ligneocellulosica e sovvalli Gestione delle emergenze: Torcia a fiamma libera

12 Emissioni in atmosfera motori endotermici Concentrazione inquinanti (mg/nm3): media limiti (DM 5/2/98) - HCl 1, HF 0, COT NOx CO Sistema CLAIR per riduzione emissioni di CH4, CO, e NMHC

13 Schema a blocchi del processo produttivo Linea ACM PRETRATTAMENTO DIGESTIONE ANAEROBICA TRATTAMENTO AEROBICO RAFFINAZIONE FINALE

14 Fase di biossidazione accelerata Miscela da sottoporre a biossidazione: digestato, strutturante ed eventualmente fanghi Insufflazione aria sotto cumulo Bagnatura del materiale con acque di recupero o eventualmente percolato Controllo dell umidità e della temperatura di processo Tempo di permanenza: >21 gg compreso fase di maturazione secondaria

15 Raffinazione finale Linea ACM

16 Il recupero del Biostabilizzato Riferimento normativo: DGR 1776/06 Condizioni di processo: - Igienizzazione (55 C per 3 gg) - Durata stabilizzazione: min 21 gg - Vagliatura finale 50 mm Utilizzi ammessi: - Copertura giornaliera discariche (R11) - Copertura definitiva discariche (R10)- miscelato al 50% con terreno solo nei primi 50 cm dello strato superficiale della copertura Caratteristiche chimico-fisiche

17 Biomassa ligneocellulosica La biomassa ligneocellulosica ottenuta dal trattamento di frazioni ligneocellulosiche da Raccolta Differenziata di rifiuti urbani ovvero da altri flussi analoghi provenienti da operazioni di manutenzione verde pubblico/privato e agricolo, cessa la qualifica di rifiuto ai sensi dell'art. 184-ter, comma 3) del D. Lgs. n. 152/2006 e smi

18 La linea di produzione biomassa ligneocellulosica Biomassa Biomassa combustibile Sopravaglio Materiale per la produzione di pannelli Materiale per la produzione di pellet Potature Max t Triturazione Deferrizzazione e Vagliatura grossolana (D 20/80 mm) Essiccazione Sopravaglio Materiale per la pacciamatura Materiale per biofiltri Materiale per ammendanti Sottovaglio Vagliatura fine (D 6-10 mm) Sottovaglio Strutturante a linea ACM/CFS e CFS da Fanghi

19 Il contenimento delle emissioni odorigene Sezioni di ricezione e pretrattamento rifiuti in ambienti chiusi mantenuti in depressione La fase di digestione anaerobica avviene in reattori chiusi e a tenuta dotati di sistema di captazione del biogas; Sezione di biossidazione accelerata in ambienti chiusi mantenuti in depressione L aria captata viene avviata a trattamento in biofiltri Maturazione secondaria e raffinazione sotto tettoia parzialmente tamponata

20 Bilancio di gas serra Assunzioni: Il carbonio organico contenuto nei rifiuti è stato rimosso dall atmosfera tramite fotosintesi e in condizioni naturali ritornerebbe in atmosfera sotto forma di CO2. Pertanto convenzionalmente si assume che la CO2 derivante da combustione/degradazione del carbonio organico non contribuisca all effetto serra. - Emissioni dirette non considerate: Emissioni CO2 da compostaggio e da combustione biogas - Emissioni dirette considerate: Emissioni di gas serra da macchine operatrici - Emissioni indirette considerate:emissioni relative all evitato utilizzo di combustibili fossili per produrre l energia elettrica producibile dalla sfruttamento del biogas, emissioni relative al consumo di combustibili fossili per produrre l energia consumata dal processo Risultati: Processo aerobico: tonn CO2eq/tonn rifiuti in ingresso Processo integrato anaerobico - aerobico: tonn CO2eq/tonn rifiuti in ingresso

21 Coerenza del progetto con norme di settore D.A.L. 51 del 26/07/ Individuazione delle aree e dei siti per l'installazione di impianti di produzione di energia elettrica mediante l'utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili eolica, da biogas, da biomasse e idroelettrica. L impianto è localizzato in aree considerate IDONEE D.G.R del 24/10/2011 Criteri tecnici per la mitigazione degli impatti ambientali nella progettazione e gestione degli impianti a biogas Il progetto proposto rispetta i criteri tecnici definiti per mitigare gli impatti riconducibili ai seguenti aspetti: - Emissioni in atmosfera - Rumore; - Traffico veicolare; - Utilizzazione energetica del biogas

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