IL CICLO AMBIENTE Materiali di approfondimento _ CAPITOLO 7

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1 IL CICLO AMBIENTE Materiali di approfondimento _ CAPITOLO 7

2 Indice Capitolo 7 Lo smaltimento dei rifiuti indifferenziati: impiantistica di HERA Il termovalorizzatore di Coriano (RN) Il termovalorizzatore di Ferrara Il termovalorizzatore di Forlì-Cesena Il termovalorizzatore di Ravenna Il termovalorizzatore di Modena La discarica controllata di Ravenna La discarica controllata di Voltana di Lugo (RA) 1 5 Riferimenti bibliografici 16 Riferimenti web 16 L'ITINHERARIO INVISIBILE Il Ciclo Ambiente Materiali di approfondimento tutti i diritti riservati Gruppo Hera Testi realizzati da: Catia Musolesi / Divisione Ambiente Hera S.p.A. Simona Nasolini e Sandra Vandelli per Anima Mundi, Nicoletta Borghini, Felicia Cannillo e Kristian Tazzari per Atlantide. Supervisione impianti: Andrea Carletti / Divisione Ambiente Hera S.p.A, Roberto Ravelli / Divisione Ambiente Hera S.p.A., Ruggero Panizzolo / Divisione Ambiente Hera S.p.A., Peppino Sassu / Divisione Ambiente Hera S.p.A, Michele Corli / Akron S.p.A, Luca Bussolari / Ecosfera s.r.l, Giuseppe Lazzazara / Recupera s.r.l. Supervisione testi: Ing. Claudio Galli, Direttore della Divisione Ambiente di Hera S.p.A. Coordinamento Redazionale: Catia Musolesi per Hera, Simona Nasolini e Daniele Vignatelli per Anima Mundi. Impaginazione: Simona Nasolini per Anima Mundi. Edizione giugno

3 Capitolo 7 - Lo smaltimento dei rifiuti urbani indifferenziati: impiantistica di HERA. Conoscere la composizione dei rifiuti solidi urbani è indispensabile al fine di programmarne al meglio la gestione e, dunque, il recupero o lo smaltimento degli stessi. La qualità merceologica e chimico-fisica dei rifiuti solidi urbani, così come la stessa intensità di produzione, sono fortemente influenzate dal tenore di vita della popolazione e quindi dall'andamento dell'economia dello Stato o della Regione in cui essa vive. In particolare al miglioramento del tenore di vita corrisponde normalmente: o un incremento nell'uso degli imballaggi (soprattutto carta e plastica); o un decremento della frazione organica (conseguente alla sempre più diffusa abitudine di acquistare cibi già lavorati); o un aumento dei materiali tessili (abiti) e materiali inerti (soprattutto vetro da imballaggio). L analisi merceologica (metodo IRSA, CNR, Norma CII -UNI 9246, indicato dal D.M. 3 agosto 2005) è uno dei principali strumenti per conoscere il rifiuto e determina il suo successivo trattamento, in altre parole, i flussi in ingresso agli impianti. Ma oltre alla classificazione merceologica è importante conoscere i parametri chimico-fisici dei rifiuti, per valutare, le migliori soluzioni tecniche di trattamento finale. Sotto questo aspetto il rifiuto è considerato come una miscela di sostanze caratterizzate dal grado di umidità e dal potere calorifico I l t er mo v a l o ri z z at o r e d i Co r i an o d i R i mi n i. L impianto di Coriano (RN) smaltisce per combustione i rifiuti urbani non differenziati, i rifiuti speciali non pericolosi e quelli sanitari. E costituito sin dal 1992 da 3 linee di incenerimento con recupero di energia ed attualmente è oggetto di un intervento di ampliamento e ristrutturazione che prevede: o dismissione della linea 1 e della linea 2, già demolite, o realizzazione di una nuova linea (linea 4), attualmente non attiva, lo sarà a marzo 2010; o ammodernamento della linea 3 con l installazione del sistema catalitico di riduzione degli ossidi di azoto ed il collegamento ad un nuovo camino alto 80 metri (non più 40 metri). Al termine dei lavori, l impianto sarà costituito da due linee di incenerimento, denominate linea 3 e linea 4, con recupero di energia elettrica e termica (co-generazione). Circa il 20 25% dell energia elettrica prodotta viene impiegata nello stabilimento stesso. La restante parte, circa il 75 80%, viene trasferita con cavo interrato alla cabina primaria di Riccione per l immissione nella rete nazionale previa elevazione di tensione da 15 a 132 kv. Il ciclo dell impianto Ricezione e stoccaggio rifiuti I rifiuti conferiti all impianto sono stoccati in una fossa realizzata in cemento armato, completamente impermeabilizzata, profonda 8,5 m. L edificio che contiene la fossa è mantenuto in leggera depressione per evitare diffusione di odori e polveri. La movimentazione dei rifiuti ed il caricamento forni avviene a mezzo di benne 3

4 idrauliche collegate a due carroponti collocati alla sommità dell edificio. Forni LINEA 3: Il forno di incenerimento è a griglia in modo da formare gradini che consentano la rottura ed il rivoltamento dei rifiuti introdotti, da incenerire. L aria necessaria alla combustione viene insufflata sotto griglia e nella parte immediatamente sovrastante la zona di combustione, per permettere la completa ossidazione dei gas. I gas sviluppati dalla combustione transitano nella camera di post-combustione, in cui si completa l ossidazione degli incombusti volatili. Qui viene iniettata una soluzione di urea per l abbattimento di ossidi di azoto presenti nei fumi. Tale processo è denominato SNCR (Selective Non Catalitic Reduction), avviene a temperature comprese tra 850 e 1100 C e permette una riduzione del 50 70% della concentrazione degli ossidi di azoto. LINEA 4: Questo forno di incenerimento a griglia riceverà rifiuti triturati grazie ad un primo passaggio in due trituratori. I gas sviluppati dalla combustione sono aspirati ed inviati alla camera di post-combustione, in cui si completa l ossidazione degli incombusti volatili. In questa camera viene iniettata una soluzione di urea per il primo abbattimento di ossidi di azoto presenti nei fumi. Generatori di vapore e trasformazione in energia elettrica Su ciascuna linea i gas in uscita dalla camera di combustione entrano in una caldaia a recupero che produce vapore surriscaldato, il quale viene tramutato in energia elettrica tramite un turboalternatore. Depurazione fumi Nelle 2 linee sono presenti i seguenti dispositivi: LINEA 3: o elettrofiltro: provvede alla depolverazione dei fumi tramite il campo elettrostatico che si crea al suo interno; o reattore a secco: nel quale, tramite l iniezione di bicarbonato di sodio e di carboni attivi, hanno luogo i processi di adsorbimento degli inquinanti gassosi da parte dei reagenti solidi iniettati nella corrente gassosa; o filtro a maniche: si realizza la depolverazione finale dei gas ed il completamento delle reazioni di neutralizzazione dei composti acidi presenti nei fumi (HCl, HF, SO 2 ); o sistema catalitico di riduzione degli ossidi di azoto (SCR); o camino di altezza pari a 80 m. LINEA 4: o primo reattore a secco: nel quale, tramite l iniezione di calce e di carboni attivi, hanno luogo i processi di adsorbimento dei metalli pesanti e dei composti volatili e una neutralizzazione parziale delle sostanze acide; o primo filtro a maniche: provvede al completamento delle reazioni chimico-fisiche e ad una prima depolverazione della corrente gassosa; o secondo reattore a secco: nel quale è iniettato il bicarbonato di sodio allo scopo di completare le reazioni di neutralizzazione degli inquinanti acidi; o secondo filtro a maniche: provvede alla depolverazione finale della corrente gassosa; o sistema catalitico di riduzione degli ossidi di azoto (SCR): è iniettata una soluzione ammoniacale su un catalizzatore a temperature pari a 180 C al fine di ridurre la concentrazione degli ossidi di azoto a valori minori di 100 mg/nm3; o camino di altezza pari a 80 m. 4

5 Recupero energetico LINEA 3: Il vapore surriscaldato generato dalla caldaia viene trasformato in energia elettrica da una turbina di potenza elettrica nominale pari a 5,4 MW. LINEA 4: La turbina a vapore della nuova linea produce energia elettrica sfruttando lo stesso principio di funzionamento della linea 3 ed ha una potenza elettrica nominale pari a 10,3 MW. Co-generazione e futuro impianto di Teleriscaldamento Il sistema di produzione energia è predisposto per la co-generazione di energia elettrica e termica. L energia termica prodotta è utilizzata per soddisfare le richieste da parte dell impianto. Il progetto contempla tuttavia la realizzazione di uno scambiatore a cui si prevede di connettere, in una seconda fase, una rete di teleriscaldamento, a servizio del Comparto Produttivo di Coriano. Il sistema di monitoraggio Il sistema di monitoraggio dei fumi è obbligatorio e prevede i seguenti controlli: 1. monitoraggio in continuo della concentrazione dei macroinquinanti (polveri totali, acido cloridrico, ossidi di azoto, ossidi di zolfo, monossido di carbonio, carbonio organico totale, acido fluoridrico, mercurio, ammoniaca) e dei parametri di processo quali tenore di ossigeno, tenore di umidità, portata fumi, pressione fumi e temperatura fumi; 2. campionatore automatico in continuo per i microinquinanti organici, diossine e furani; 3. monitoraggio periodico a mezzo di campagne analitiche dei microinquinanti organici e dei metalli pesanti. 4. monitoraggio delle emissioni al camino tramite unità di back-up comune a tutte e due le linee I l t er mo v a l o ri z z at o r e d i F e rr ar a. L'impianto è localizzato in Via Cesare Diana 44 a Ferrara, all'interno del sito denominato "Geotermia" nel quale è ubicata anche la centrale di teleriscaldamento della città di Ferrara. L'impianto, attivo dal 1993 con una linea di trattamento per una potenzialità di 150 t/giorno, opera il recupero del calore prodotto dalla combustione dei rifiuti, per la generazione combinata di energia elettrica e termica, grazie al processo della co-generazione. In base alla stagionalità e alle necessità, parte del vapore è spillato dalla turbina per cedere energia all'adiacente centrale di teleriscaldamento, il cui scopo principale è quello di produrre, accumulare e distribuire alla rete cittadina l'energia termica proveniente da varie fonti (geotermia, termovalorizzazione, centrali a gas metano) in modo da ottimizzarne l'utilizzo in funzione della richiesta degli utenti. Il termovalorizzatore rappresenta la fonte di produzione secondaria della rete di teleriscaldamento: tale sistema infatti si avvale principalmente dell'energia termica derivante dal fluido geotermico estratto dal sottosuolo per mezzo di due pozzi. Una ulteriore fonte di produzione (terziaria) è rappresentata da una centrale termica composta da 7 caldaie alimentate a metano per la produzione di acqua calda. Nel novembre 2007 e febbraio 2008 sono state attivate le due nuove linee di termovalorizzazione, realizzate per fare fronte allo smaltimento di rifiuti urbani indifferenziati e di rifiuti speciali non pericolosi prodotti nella Provincia 5

6 di Ferrara. La linea 1 ricopre, ad oggi, un ruolo di sussidiarietà e sarà resa definitivamente inattiva nel Ciclo dell'impianto Ricezione e stoccaggio rifiuti Sono presenti 2 fosse per una capacità totale di 5000 m3, nelle quali vengono stoccati i rifiuti urbani indifferenziati e speciali non pericolosi portati all'impianto. Forni Attraverso un canale inclinato raffreddato ad acqua i rifiuti sono portati ai forni. Allo scopo di ridurre gli ossidi di azoto (NOx) presenti nei fumi viene iniettata una soluzione ammoniacale al 24% in camera di post combustione. Per controllare la temperatura di combustione e ridurre ulteriormente la produzione di NOx, è previsto un sistema di ricircolo dei fumi. Questi fumi vengono prelevati a valle della neutralizzazione dei fumi di combustione e re-immessi in camera di combustione. Generatori di vapore Sono delle caldaie a recupero di valore installate sulle due nuove linee e sono del tipo a circolazione naturale. Depurazione fumi Le due linee sono equipaggiate di un sistema di trattamento fumi, completamente a secco, costituito dai seguenti dispositivi, posti in serie per ogni linea: primo reattore a secco, dove vengono iniettati sia calce idrata per l'abbattimento degli acidi che carboni attivi per la depurazione delle diossine, delle sostanze organiche e dei metalli volatili; primo filtro a maniche, in cui sono captati i sali e il carbone adsorbente inviati poi ai tre sili di stoccaggio; secondo reattore a secco, dove vengono iniettati bicarbonato di sodio ed eventualmente carboni attivi per l'abbattimento degli acidi e delle diossine; secondo filtro a maniche, in cui i sali e l'eventuale carbone adsorbente sono captati ed inviati in un apposito silo di stoccaggio; sistema catalitico di riduzione degli ossidi di azoto, dove è iniettata una soluzione ammoniacale su un catalizzatore a temperature pari a 180 C al fine di ridurre la concentrazione degli ossidi di azoto. Ciclo termico per la cogenerazione di energia elettrica e termica comune alle due linee Il vapore proveniente dalle nuove linee viene inviato ad un unico alternatore per produrre energia elettrica. In base alla stagionalità e alle necessità parte del vapore potrà essere ceduto alla rete di teleriscaldamento. 6

7 I l t er mo v a l o ri z z at o r e d i F o r lì - C es e n a. L impianto di Forlì è situato in Via Grigioni n 19, in località Coriano. L impianto è attivo attualmente con 1 linea di incenerimento: è la linea 3 realizzata nel ed avviata a luglio La linea 1 e la linea 2 attive dal 1976 sono state fermate il 31 dicembre 2008 come da prescrizioni autorizzative (AIA). La realizzazione della Linea 3 è avvenuta per aumentare la potenzialità dell impianto e passare dalle t/anno smaltite dalla linea 1 e 2 alle t/anno che smaltirà la linea 3 con recupero energetico per la produzione di energia elettrica e per il teleriscaldamento, come previsto dal Piano Provinciale di Gestione dei Rifiuti. La linea 3 è sostitutiva delle due linee già esistenti, e una volta che questa sarà messa a regime, le linee 1 e due verranno demolite. L impianto, relativamente alle linee 1 e 2, è certificato per la qualità (ISO 9001) dal 2000 e per l ambiente (ISO 14001) dal Nel complesso impiantistico di Via Grigioni sono presenti inoltre altre due attività: un impianto di preselezione meccanica dei rifiuti, presso il quale sono trattate almeno t/a di rifiuti non pericolosi, e una piattaforma ecologica dedicata allo stoccaggio di rifiuti pericolosi e non pericolosi. L impianto viene gestito dalla sala di controllo tramite un controllore di processo (DCS) che consente sia il funzionamento automatico delle principali sezioni, sia il monitoraggio dello stato dell impianto con possibilità di generazioni di allarmi, memorizzazione e stampa degli andamenti delle varabili di processo. Il ciclo dell impianto Ricezione e stoccaggio rifiuti i rifiuti ammessi all impianto sono quelli urbani (RSU). Dopo una serie di controlli preliminari, i rifiuti vengono conferiti nella fossa di stoccaggio principale che alimenta la nuova linea 3. È presente anche un avanfossa realizzata in calcestruzzo, che determina una riduzione della dispersione di polveri e odori durante le operazioni di scarico. La fossa rifiuti è interrata, realizzata in cemento armato, ed è in grado di garantire una potenzialità di stoccaggio pari a circa m 3 di rifiuto. La movimentazione dei rifiuti e il caricamento del forno avviene a mezzo di benne a polipo collegate a due carroponti. Forni Il rifiuto scaricato nella tramoggia di alimentazione del forno è inviato alla griglia di combustione mediante un dispositivo a spinta detto alimentatore. La capacità di smaltimento dei rifiuti è di circa 380 t/g. La combustione del rifiuto ha luogo sulla griglia del forno che, grazie al movimento alternato dei gradini che la costituiscono, consente l avanzamento del rifiuto nella camera di combustione e il loro rimescolamento. L aria necessaria al processo di combustione dei rifiuti è prelevata dal locale fossa/avanfossa ed è distinta in aria primaria (da sottogriglia) e secondaria (in camera di combustione). La camera verticale di passaggio dei fumi posta sopra la camera di combustione, dopo l ultima immissione di aria (secondaria) viene definita camera di post-combustione, nella quale i fumi devono permanere per almeno 2 secondi ad una temperatura T>850 C, per la normativa vigente. I fumi sono poi convogliati verso il generatore di vapore; le polveri sono avviate, tramite redler, a sili di stoccaggio, mentre le scorie di incenerimento vengono raffreddate e avviate prima in aree di accumulo, poi al recupero o smaltimento finale. 7

8 Generatori di vapore I gas in uscita dalla camera di post-combustione entrano in una caldaia a recupero che produce vapore surriscaldato alla pressione di 45 bar e alla temperatura di 380 C. In condizioni normali di esercizio il generatore di vapore funziona con la sola autocombustione dei rifiuti sull apposita griglia. Nelle situazioni in cui l autocombustione non è possibile o è insufficiente (T< 850 C in camera di combustione) vengono messi in funzione i bruciatori a metano. In uscita dal generatore, per un primo abbattimento degli NOx presenti nei fumi, è installato un sistema di riduzione non catalitico con iniezione di una soluzione ammoniacale. Questo processo, denominato SNCR (Selective Non Catalitic Reduction), avviene a temperature comprese tra 850 e C. Depurazione fumi Il sistema di depurazione fumi è costituito dai seguenti dispositivi: o nel primo reattore a secco, tramite l iniezione di calce idrata e carboni attivi, hanno luogo i processi di adsorbimento dei metalli pesanti e dei composti volatili e di neutralizzazione parziale delle sostanze acide; o il primo filtro a maniche (primo stadio di depolverazione) consente l abbattimento dei componenti solidi inquinanti dalla corrente gassosa (ceneri volanti e polveri calciche residue (PCR), convogliati poi agli appositi sili di stoccaggio; o nel secondo reattore a secco si ha l iniezione di bicarbonato di sodio per completare le reazioni di neutralizzazione degli inquinanti acidi; o il secondo filtro a maniche (depolverazione finale) consente la separazione dei prodotti solidi di reazione, quali le polveri sodiche residue (PSR), poi avviati a stoccaggio ed eventualmente recuperati; o l ultimo stadio di depurazione è definito sistema catalitico di riduzione degli ossidi di azoto detto SCR (Selective Catalitic Reduction), dove è iniettata una soluzione ammoniacale su un catalizzatore a temperature 180 C al fine di ridurre la concentrazione degli ossidi di azoto a valori inferiori a 100 mg/nm3. Recupero energetico Il vapore surriscaldato è inviato alla turbina a vapore, connessa a un alternatore per produrre energia elettrica. Il vapore in uscita dalla turbina è inviato al condensatore ad aria, dove viene condensato, passa attraverso il degasatore per essere poi reimmesso in caldaia. L energia complessiva prodotta dall alternatore è pari a 75 GWh/anno e viene utilizzata per soddisfare le richieste d impianto; la quota in eccesso (circa l 85% di quella prodotta) viene ceduta alla rete nazionale. Cogenerazione e teleriscaldamento Il sistema di produzione di energia è predisposto per la cogenerazione di energia elettrica e termica. L energia termica prodotta è utilizzata per soddisfare le richieste da parte dell impianto; il progetto contempla però la realizzazione di uno scambiatore a cui verrà connessa, in una seconda fase, una rete di teleriscaldamento, alla quale sarà ceduta una potenza termica pari a 20 MW. Il sistema di monitoraggio Il punto di emissione (camino) è monitorato secondo quanto previsto dalla normativa vigente in materia attraverso 8

9 i seguenti controlli: 1) monitoraggio in continuo della concentrazione dei macroinquinanti (polveri totali, acido cloridrico, ossidi di azoto, ossidi di zolfo, monossido di carbonio, carbonio organico totale, acido fluoridrico, mercurio, ammoniaca) e dei parametri di processo quali tenore di ossigeno, tenore di umidità, portata fumi, pressione fumi e temperatura fumi; 2) campionatore automatico in continuo per i microinquinanti organici, diossine e furani; 3) monitoraggio periodico a mezzo di campagne analitiche dei microinquinanti organici e dei metalli pesanti I l t er mo v a l o ri z z at o r e d i R av en n a. L impianto è situato sulla S.S. 309 Romea a Ravenna e include, oltre al vero e proprio sistema di termovalorizzazione, anche un impianto di selezione automatica dei rifiuti solidi urbani (RSU) con produzione di Combustibile Derivato dai Rifiuti (C.D.R.) addensato. L impianto di produzione CDR è un impianto di trattamento intermedio di rifiuti indifferenziati, prima che questi vengano avviati al termovalorizzatore. Il processo si realizza attraverso trattamenti diversi: triturazioni, separazione della frazione fine, separazione dell umido, separazione della frazione ferrosa. Il risultato è un rifiuto che concentra le frazioni ad alto potere calorifico come carta, plastica e materiali cellulosici in genere, riducendo al minimo i materiali non combustibili (vetro, me talli, inerti) e la frazione umida (la materia organica come gli scarti alimentari, agricoli, ecc.). In ultima fase il CDR viene inviato a quattro macchine addensatici che aumentano il peso specifico del combustibile conferendogli la classica forma di pellets. Il CDR prodotto viene trasportato tramite nastri a un silo esterno da cui è estratto in continuo per l alimentazione dell adiacente termovalorizzatore. Il termovalorizzatore è stato collaudato nel 2001 ed è autorizzato a termotrattare: o CDR - combustibile derivato dai rifiuti, fino a t/anno; o RSA - rifiuti speciali assimilabili agli urbani che non necessitino di pretrattamento, fino a t/anno; o ROT - rifiuti ospedalieri trattati, fino a 500 t/anno (questa categoria di rifiuti al momento non viene trattata). L impianto viene gestito dalla sala di controllo tramite un controllore di processo (DCS) che consente sia il funzionamento automatico delle principali sezioni, sia il monitoraggio dello stato dell impianto con possibilità di generazioni di allarmi, memorizzazione e stampa degli andamenti delle varabili di processo. Il ciclo dell impianto Ricezione e stoccaggio rifiuti I rifiuti ammessi all impianto sono CDR e RSA. I rifiuti sono stoccati all interno di un silos dal quale poi, in base alla richiesta, vengono avviati al processo di combustione. Forno I rifiuti vengono immessi su un letto di sabbia fluidizzata dall aria comburente e dal metano, all interno di un forno chiamato combustore a letto fluido bollente. Durante la fase di combustione si liberano nel forno NOx (ossidi di Azoto) e SOx (ossidi di Zolfo); per abbattere gli NOx viene iniettata nei fumi una soluzione acquosa al 25% di ammoniaca, per eliminare parte degli SOx viene aggiunto del carbonato di Calcio e Magnesio (dolomite). Queste operazioni di abbattimento di inquinanti nei fumi sono facilitate dalle alte temperature (T> 850 C) e dalla presenza 9

10 di una zona di post-combustione, dove i fumi devono permanere per almeno 2 secondi per la termodistruzione completa delle diossine. L aggiunta del carbonato permette anche di innalzare la temperatura di rammollimento delle ceneri, rendendole più friabili e quindi più facilmente rimovibili. Oltre ai fumi, durante la combustione si generano delle scorie, ceneri pesanti e fumi; a intervalli di 40 secondi le scorie e le ceneri pesanti, in piccoli quantitativi, vengono scaricate sul fondo della struttura dove è presente una griglia con fori del diametro di 3mm; queste vengono trattenute e allontanate, mentre la sabbia con granelli di diametro inferiore ai 3 mm viene reimmessa nel forno e riutilizzata. Generatore di vapore I fumi in uscita dalla zona di post-combustione entrano in una caldaia alimentata ad acqua. Il vapore generato (27-28 t/ora), alla pressione di 43 bar, viene convogliato a una turbina che, collegata a un generatore, produce da 30 a 35 GWh/anno di energia elettrica. Depurazione fumi I fumi provenienti dalla camera di combustione, prima di essere inviati al camino, sono sottoposti a un trattamento di depurazione del tipo a secco, con lavaggio finale e del tipo a umido che prevede: o pre-separatori centrifughi a cicloni: installati all uscita dei fumi dalla caldaia, i cicloni hanno il compito di eliminare le particelle più pesanti dai fumi, come le ceneri volatili; o reattore a secco: i fumi provenienti dai cicloni vengono trattati aggiungendo Sorbalite (95% calce idrata e 5% carbone attivo in polvere) che permette la neutralizzazione dei gas acidi, l abbattimento delle diossine e la rimozione dei metalli pesanti come il Mercurio; o filtro a maniche: permette di depurare i fumi da tutti gli inquinanti originati dalla combustione e dai processi di neutralizzazione e adsorbimento su carbone attivo. Le polveri separate dal filtro vengono raccolte in tramogge, evacuate tramite coclee e impiegate per inertizzare i fanghi che verranno impiegati nella copertura delle discariche. o saturatore: prima di giungere alla torre di lavaggio, i fumi passano tramite un saturatore che abbatte la temperatura da 140 C sino a (55-60) C, per impedire la fusione della torre; o torre di lavaggio a umido: costruita in vetroresina, la torre accoglie i fumi a una temperatura di circa C. Qui i fumi vengono lavati con una soluzione al 5% di soda caustica che permette di abbattere i componenti acidi non eliminati precedentemente; o riscaldamento dei fumi prima dell invio al camino: la temperatura dei fumi in uscita dalla torre di lavaggio viene innalzata a 100 C tramite un riscaldatore, per evitare la formazione di condensa (punto di rugiada acido); o ventilatore di estrazione: mantiene il circuito a monte in depressione per evitare la dispersione delle polveri e invia le polveri all esterno del camino. 10

11 Il sistema di monitoraggio Il punto di emissione (camino) è monitorato secondo quanto previsto dalla normativa vigente in materia attraverso i seguenti controlli: 1. monitoraggio in continuo della concentrazione dei macroinquinanti (polveri totali, acido cloridrico, ossidi di azoto, ossidi di zolfo, monossido di carbonio, carbonio organico totale, acido fluoridrico, mercurio, ammoniaca) e dei parametri di processo quali tenore di ossigeno, tenore di umidità, portata fumi, pressione fumi e temperatura fumi; 2. monitoraggio periodico a mezzo di campagne analitiche dei microinquinanti organici e dei metalli pesanti I l t er mo v a l o ri z z at o r e d i M o d en a. L'impianto è ubicato in Via Cavazza, 45 a Modena e rientra in un comparto multifunzionale che vede la presenza anche dell'impianto di trattamento chimico-fisico di rifiuti liquidi e dell'impianto di depurazione biologica di rifiuti liquidi e reflui civili. Il termovalorizzatore ammette Rifiuti Solidi Urbani (RSU) e Rifiuti Speciali Non Pericolosi prodotti nell'ambito provinciale, ed anche Rifiuti Ospedalieri con limite massimo di 5000 t/anno, anche di provenienza extraregionale. L impianto ha 3 linee di incenerimento per un quantitativo massimo annuo complessivo di RSU trattabili di t/anno. Attualmente è in corso un adeguamento funzionale dell'impianto, con la realizzazione della Linea 4 di combustione aggiuntiva ed in un parziale adeguamento della linea 3 esistente, con lo scopo di rendere l'impianto omogeneo. A regime, dall'anno 2010, verrà quindi garantito lo smaltimento di t/anno come previsto nel Piano Provinciale di Gestione Rifiuti della Provincia di Modena. Alcuni interventi di ammodernamento dell'impianto avvenuti nel 2003 hanno introdotto due sistemi SNCR (Selective Non Catalitic Reduction) per l'abbattimento degli inquinanti gassosi (sopratutto ossidi di azoto) e su tutte e tre le linee un sistema depuramento a secco (Neutrec) per l'abbattimento di gas acidi, diossine/furani e metalli pesanti. Il ciclo dell impianto Sezione di ricezione rifiuti, stoccaggio ed alimentazione I rifiuti conferiti all impianto sono stoccati in una fossa realizzata in cemento armato, completamente impermeabilizzata. Linea di combustione con forno a griglia mobile Le camere di combustione sono rivestite di materiale refrattario, cioè capace di resistere alle alte temperature senza reagire chimicamente con gli altri materiali, e con caldaia integrata che permette la cessione di parte del calore al generatore di vapore stesso. Affinché i rifiuti siano bruciati in maniera completa, l'iniezione di aria viene effettuata sia sotto la griglia che al di sopra di essa. L'aria in basso viene poi aspirata direttamente dalla fossa rifiuti e immessa in camera di combustione. L'aria in alto, necessaria al completamento della combustione delle particelle incombuste presenti nei fumi, viene prelevata dal locale caldaie e immessa in due punti opposti della camera di combustione. Inoltre sono installati due bruciatori ausiliari a metano che entrano in funzione automaticamente per mantenere la temperatura superiore a 850 C e per garantire le condizioni di permanenza 11

12 dei fumi superiore a 2 secondi. Stoccaggio scorie Le scorie provenienti dalle camere di combustione vengono stoccate e preparate per lo smaltimento o il recupero presso gli impianti autorizzati. Linea di trattamento fumi È costituita da: o sistema non catalitico di abbattimento degli ossidi di azoto tramite iniezione di urea in camera di post combustione; o filtro elettrostatico per la rimozione delle ceneri volanti; o sistema a secco Neutrec per l'abbattimento di gas acidi, diossine/furani e metalli pesanti tramite l'iniezione in un reattore di bicarbonato di sodio e carboni attivi e successiva rimozione della componente polverulenta in un filtro a maniche; o sistema catalitico di abbattimento degli ossidi di azoto tramite iniezione di soluzione ammoniacale. Ciclo termico per la cogenerazione di energia elettrica e termica comune alle due linee Nella configurazione finale si prevede l'esercizio di una nuova turbina comune alle due linee e l'installazione di un nuovo sistema di condensazione ad aria per una efficiente produzione di energia elettrica e termica. L'energia elettrica prodotta è avviata ad una stazione di Alta Tensione e da qui si collegherà alla stazione Modena Nord di proprietà HERA e quindi sarà ceduta alla rete di trasmissione nazionale. Unità ausiliarie e servizi A valle del sistema di trattamento sarà presente un ventilatore di tiraggio che mantiene in depressione tutta la linea e convoglia i fumi depurati ai camini (altezza 80 m). I sistemi di monitoraggio I due punti di emissioni (camini) sono monitorati secondo quanto previsto dalla normativa vigente in materia: o monitoraggio in continuo della concentrazione dei macroinquinanti, delle polveri e dei parametri di processo (il tenore di ossigeno, tenore di umidità, portata fumi e temperatura fumi); o monitoraggio periodico a mezzo di campagne analitiche dei microinquinanti organici e dei metalli pesanti. L'impianto ha ottenuto le certificazioni UNI EN ISO e UNI EN ISO 9001:

13 L a d i s c ar i c a c o n t rol l at a d i R a v en n a. La discarica, nata nel 1994, è inserita all interno del Comparto Impianti di Trattamento, Stoccaggio e Recupero Finale dei Rifiuti di Hera/Sotris/Ecologia Ambiente, situato a Ravenna lungo la Strada Statale Romea al Km 2,6.e ricopre una superficie di circa 25 ettari. L impianto ha una capacità complessiva di m 3, pari ad oltre 2 milioni di tonnellate di rifiuti contenuta negli stessi rifiuti. La discarica ammette le seguenti tipologie di rifiuti: o rifiuti urbani; o rifiuti speciali assimilabili agli urbani non pericolosi; o rifiuti recuperabili, come i fanghi bentonici disidratati, la frazione organica stabilizzata (FOS) del rifiuto urbano e la sabbia proveniente dalla pulizia degli arenili. Il ciclo dell impianto Ricezione rifiuti I rifiuti arrivati all impianto, dopo essere stati identificati e autorizzati all ingresso in discarica, vengono pesati e controllati visivamente dall operatore. In alcuni casi vengono prelevati e analizzati campioni di rifiuto per avere maggior chiarezza sul materiale trasportato. Conferimento dei rifiuti Giornalmente vengono conferite circa 500/600 tonnellate di rifiuti. I rifiuti vengono scaricati direttamente nella zona di scarico e controllati dall operatore; se conformi, vengono compattati e, attraverso il sistema di abbancamento, sistemati all'interno della zona della discarica in fase di coltivazione, in un'area (cella di coltivazione) di larghezza massima pari a 25 m. L altezza massima ammessa dal vincolo paesaggistico per la discarica è di 18,60 m. Barriera impermeabile Le vasche costituenti il 1 e il 2 settore sono realizzate in terreno rilevato e sono impermeabilizzate con sistema composito costituito da uno strato di argilla compattata e un manto artificiale in polietilene ad alta densità (HDPE). Anche la vasca costituente il 3 settore è realizzata in terreno rilevato, ma in questo caso il sistema impermeabilizzante è costituito da un sistema composito doppio, formato da uno strato di argilla compattata e due manti artificiali sempre in HDPE ; per evitarne la possibile rottura (da parte di rifiuti acuminati o taglienti) è stato previsto uno strato di materiale inerte (sabbia) di spessore pari a 25 cm disposto sul fondo della vasca il quale facilita anche il drenaggio del percolato prodotto dalla fermentazione dei rifiuti stoccati.. Attualmente i primi tre settori sono chiusi, poiché hanno esaurito il volume disponibile, mentre la coltivazione prosegue nel 4 settore. Il primo stralcio di questo ultimo settore, che copre una superficie di circa m2 e ha una capacità volumetrica di m3, ha terminato la sua funzione di raccolta, che ora è svolta dal secondo stralcio dello stesso settore, che occupa un volume di circa m3. Drenaggio del percolato Ogni settore è distinto in sotto-settori, ciascuno con un sistema autonomo di captazione del percolato (liquido che trae prevalentemente origine dall'infiltrazione di acqua meteorica nella massa dei rifiuti o dalla decomposizione 13

14 degli stessi). Questa frazione liquida, che si forma in seguito ai processi di biodegradazione nella discarica, viene raccolta in sacche tra i diversi livelli di rifiuti stoccati. I condotti di raccolta del percolato sono inseriti in uno strato drenante permeabile, disposto sopra la base impermeabile, e sono diretti verso un pozzetto di raccolta. Da qui il percolato viene prelevato mediante una pompa e convogliato in una vasca di stoccaggio da m 3 ; il percolato viene costantemente sottoposto a controlli analitici sia per rilevare eventuali anomalie funzionali nel processo sia allo scopo di destinarlo al trattamento appropriato. Dalla vasca di stoccaggio, infine, viene inviato per il trattamento a un impianto di depurazione, che può essere interno o esterno. Raccolta del biogas L impianto permette la raccolta del biogas (miscela di vari tipi di gas, per la maggior parte metano e anidride carbonica, prodotta dalla fermentazione batterica in anaerobiosi dei residui organici). Il biogas raccolto permette di generare una potenza di 1MW, impiegata per ricavare energia elettrica. L impianto è costituito da: o 58 pozzi di captazione, collettori e linee secondarie; o 2 torce per la termodistruzione del gas captato in caso di fermata dei gruppi elettrogeni; o 2 stazioni di aspirazione e trattamento del biogas; o 2 gruppi elettrogeni aventi una potenza di 625 kwe ciascuno; o allacciamento alla rete di media tensione nazionale. La percentuale di metano contenuta nel biogas dipende da vari fattori (umidità, composizione del rifiuto, età del rifiuto). Nell impianto di Ravenna lo standard minimo richiesto per una buona generazione di energia elettrica è un valore di metano pari al 40% del volume. Una volta che la discarica ha esaurito il suo volume disponibile avviene la chiusura definitiva (capping) tramite una barriera impermeabile multistrato così composta (dal basso verso l alto): o strato di regolarizzazione dei rifiuti o strato di argilla isolante o strato di ghiaia drenante o strato di terreno naturale miscelato con compost, interventi che prevedono il completamento della parte sommitale con lo strato di drenaggio delle acque di infiltrazione superficiale, costituito da macerie frantumate vagliate, e la finitura con uno strato di terreno vegetale, arricchito con compost, di 1m di spessore. 14

15 L a d i s c ar i c a c o n tr o l l at a d i Vo l tan a d i L u g o d i Ra v en n a. La discarica per rifiuti non pericolosi di Voltana di Lugo è situata in Via Traversagno, in località Palazzone, e fa parte del "Centro Integrato Rifiuti", comprendente anche un impianto di selezione della frazione secca dei rifiuti (gestito da Akron S.p.A. società del Gruppo Hera) e un impianto di compostaggio. L impianto ha una capacità complessiva di m 3. La discarica ammette le seguenti tipologie di rifiuti: o rifiuti urbani; o rifiuti speciali assimilabili agli urbani; o rifiuti recuperabili, come i fanghi, stabilizzati e palabili, non pericolosi, provenienti esclusivamente da depuratori civili di acque reflue. Tecnologia La discarica è realizzata in modo da assicurare il massimo isolamento del corpo rifiuti dalle matrici ambientali: triplice impermeabilizzazione del fondo ( strato minerale compattato, materassino bentonitico, strato di argilla con telo HDPE); impermeabilizzazione delle sponde con telo HDPE; ricopertura quotidiana del fronte rifiuti in coltivazione con uno strato di materiale inerte dello spessore di circa 10 cm. Le acque di falda sono protette da uno specifico impianto di raccolta e gestione del percolato posto sopra lo strato di impermeabilizzazione di fondo. Esso è costituito da uno strato drenante in sabbia (50 cm) percorso da una rete di drenaggio di tubi forati posti lateralmente a spina di pesce e collegati a un collettore centrale che convoglia il percolato a 4 pozzetti di raccolta e sollevamento e successivamente, tramite pompa di estrazione, alla vasca di stoccaggio prima del trasferimento con autobotti all'impianto di trattamento autorizzato. Il biogas prodotto dalla discarica è prelevato da un sistema di captazione in grado di trattare fino a 250 m 3 /h, che attraverso un collettore principale convoglia il biogas alla centrale di aspirazione, in cui esso viene regolato, deumidificato, compresso e misurato, ed infine avviato alla combustione in torcia che lo incenerisce alla temperatura di circa 1200 C. 15

16 Riferimenti bibliografici AA.VV, La Gestione dei rifiuti urbani nel Gruppo Hera. Contesto, numeri, impegno, posizionamento, strategie, progetti operativi, Hera spa, S. Amaducci, K. Laffi, marzo disponibile sul sito (link diretto: Riferimenti Web