IL POLO IMPIANTISTICO DI TRATTAMENTO DEI RIFIUTI DI SAN ZENO: Stato attuale e sviluppi futuri alla luce delle BAT. Gianni Bidini

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1 IL POLO IMPIANTISTICO DI TRATTAMENTO DEI RIFIUTI DI SAN ZENO: Stato attuale e sviluppi futuri alla luce delle BAT Gianni Bidini Dipartimento di Ingegneria Università di Perugia 1

2 PRINCIPALI IMPIANTI DI TRATTAMENTO DEI RIFIUTI PRESSO SAN ZENO: Termovalorizzazione e trattamento meccanico biologico Entrata in funzione 2000 Valori medi Comp. RSU (%) Vetro 7.00 Tessile 1.50 Plastica 12.6 Organico 20.3 Cart-Carto Legno 3.60 Metalli 6.50 Altri 12.7 Trattamento meccanico -biologico aerobico e compostaggio t/anno FOS t/anno FORSU (max complessivo t/anno) Selezione meccanica Termovalorizzatore t/anno RSU (max) Totale ingresso Impianto (max) t/anno RSU t/anno FORSU 2

3 La taglia dell'impianto Vantaggi di un impianto di taglia medio-piccola serve solo il territorio costi di realizzazione contenuti facile accesso al credito costi di gestione contenuti gestione del territorio impatto ambientale ridotto 3

4 La taglia dell'impianto Realtà industriale non esportabile Impianto di tecnologia complessa formazione di personale-scuola occupazione know-how del territorio 4

5 Interventi migliorativi e/o di manutenzione straordinaria L Impianto di San Zeno ha iniziato a svolgere la propria attività in modo continuativo da gennaio 2000 Nel corso degli anni sulle linee di produzione sono stati eseguiti i seguenti interventi migliorativi e/o di manutenzione straordinaria Linea di selezione meccanica ed accettazione del rifiuto 5

6 Interventi migliorativi e/o di manutenzione straordinaria Linea di incenerimento con produzione di energia elettrica Linea di biostabilizzazione della frazione organica proveniente dalla linea di selezione meccanica Linea di compostaggio Linea di trattamento dei fumi provenienti dalla linea di incenerimento 6

7 Interventi migliorativi e/o di manutenzione straordinaria Hanno permesso un lieve ma costante incremento delle capacità produttive dei reparti. A dimostrazione di quanto affermato e delle buone condizioni generali dei reparti produttivi dello, negli ultimi anni la produttività, invece che diminuire, come avviene di norma a causa dell obsolescenza delle attrezzature e degli impianti, è aumentata. Infatti 7

8 Interventi migliorativi e/o di manutenzione straordinaria il reparto di compostaggio e trattamento potature, dalle iniziali tonnellate annue autorizzate nel 2008, dal 2013 è in grado di trattare fino a tonnellate annue di rifiuti compostabili. Inoltre è stata presentata istanza alla Provincia di Arezzo per poter trattare già dal corrente anno fino a tonnellate annue di rifiuti compostabili senza apportare modifiche impiantistiche; 8

9 Interventi migliorativi e/o di manutenzione straordinaria la linea di termovalorizzazione negli anni 2012 e 2013 ha incenerito rispettivamente e tonnellate annue, a fronte delle tonnellate del 2011; a fronte di produzioni più elevate, i consumi totali dello stabilimento negli ultimi due anni sono diminuiti. Infatti nel 2011 si sono utilizzati MWh, nel MWh 9

10 Vita utile residua 10

11 Valore economico 11

12 L IMPIANTO ESISTENTE DI TRATTAMENTO MECCANICO BIOLOGICO: Sezione di selezione meccanica Scopo del processo: separare la frazione di RSU a maggiore potere calorifico da inviare al termovalorizzatore da quella con un maggiore contenuto di umidità da inviare a biostabilizzazione 12

13 L IMPIANTO ESISTENTE DI TRATTAMENTO MECCANICO BIOLOGICO: Sezione biologica Scopo del processo: produzione di un fertilizzante organico (compost) (FORSU) e/o riduzione della reattività biologica (FOS) mediante un processo aerobico Energia per ventilatori Aria (30-50kWh/t) 13

14 TERMOVALORIZZATORE: Processo e finalità (1/2) Ridurre i quantitativi di rifiuti residuali a discarica e recuperare energia mediante combustione 14

15 TERMOVALORIZZATORE: Processo e finalità (2/2) Ridurre i quantitativi di rifiuti residuali a discarica e recuperare energia mediante combustione Vapore Calore combustione RSU Turbina a vapore per produzione elettricità 15

16 L IMPIANTO DI SAN ZENO: Principali componenti per il recupero di energia Gustave-Adolphe Hirn (August 21, January 14, 1890) 16

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18 TERMOVALORIZZATORE: L impianto di San Zeno Principali componenti Fosse Forno Caldai a Trattamento fumi 18

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20 Torre di raffreddamento 20

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23 L IMPIANTO DI SAN ZENO: Attuali e futuri quantitativi di RSU da trattare Attuale: t/anno RSU -PCI= * kcal/kg -Elettricità= MWh/anno Obiettivi piano inter-provinciale: t/anno RSU t/anno scarti RD -PCI = 2700 Maggiore energia recuperabile 23

24 RIFERIMENTI NORMATIVI PER LE BAT NEL SETTORE DEI RIFIUTI BAT Migliori tecniche disponibili dal punto di vista Tecnico/tecnologico, Ambientale, Economico -Direttiva IPPC -Documenti riportanti le Brefs -D.M. 29 gennaio

25 PRINCIPALI INTERVENTI DI ADEGUAMENTO E MIGLIORAMENTO: Stato attuale (dal 2000) (1/2) Linea di Termovalorizzazione Componente Intervento BAT Gru a carroponte per carico rifiuti Vari Si Tramoggia alimentazione rifiuti Sostituzione Si Videosorveglianza combustione Telecamera 3 griglia Si Motori elettrici alto rendimento Sostituzione motori a basso rend. Si Ventilatore combustione Sostituzione con maggiori prest. Si Elettrovalvola portata aria comb. Installazione comm. frequenza Si Scambiatori di calore caldaia Sostituzione, rivestimenti Si Isolante vaporizzatore Sostituzione Si Recupero energetico Sistema pulizia scambiatori Si 25

26 PRINCIPALI INTERVENTI DI ADEGUAMENTO E MIGLIORAMENTO: Stato attuale (dal 2000) (2/2) Linea di Termovalorizzazione Componente Intervento BAT Riduzione rischi infortuni Sostituzione carpenterie metalliche Si DCS Nuovi cablaggi, miglioramento Si Acque di spurgo GV e TV Realizzazione cisterne per recupero Si Condensatore Potenziamento Si Trattamento fumi Motoventilatore di emergenza Si Abbattimento inquinanti Ridondanza linea carboni attivi Si Abbattimento gas acidi Potenziamento distribuzione reagenti, altre varie Si 26

27 PRINCIPALI INTERVENTI DI ADEGUAMENTO E MIGLIORAMENTO: Stato attuale (dal 2000) (1/2) Linea di Trattamento Meccanico Biologico Componente Intervento BAT Pesatura rifiuto Installazione sistema automatico Si Movimentazione ed alimentazione Pre-trattamenti Sostituzione carroponte, trasportatori, altre varie Nuovo trituratore, nuovo vaglio, e altre varie Sicurezza lavoratori Nuove strutture in carpenteria Si Sistema di controllo Nuovi cablaggi e nuovo DCS Si Processo biologico Nuovi ventilatori più efficienti e silenziosi Si Si Si 27

28 PRINCIPALI INTERVENTI DI ADEGUAMENTO E MIGLIORAMENTO: Stato attuale (dal 2000) (2/2) Linea di Trattamento Meccanico Biologico Componente Intervento BAT Trattamento arie esauste Nuovi biofiltri e ventilatori Si Separazione metalli Installazione nuova attrezzatura Si Risparmio energetico Nuovi motori ad elevata efficienza Si 28

29 TERMOVALORIZZATORE: Stato attuale e possibili implementazioni Stato attuale Presenza di BAT Presenza di BAT Presenza di BAT Forno: -Griglia - Camera di comb. Camera di Post. Comb. Generatore di vapore Linea di Trattamento Fumi 29

30 TERMOVALORIZZATORE: Possibili implementazioni Attuale Possibili implementazioni: Ricircolo dei fumi = BAT Pareti raffreddate ad acqua=bat Riduzione eccesso d aria=bat Invio calore a sistemi terzi per produzione di energia = BAT 30

31 TERMOVALORIZZATORE: Possibili implementazioni alla linea di trattamento fumi Attuale Possibile implementazione SCR=BAT Ulteriori filtri a maniche=bat Fumi Reattore a semisecco=bat Filtri a maniche=bat Carboni attivi=bat 31

32 TERMOVALORIZZATORE: Possibili implementazioni alla linea di recupero energetico Ciclo ORC Scenario piano inter provinciale t/anno RSU con PCI=2.700 kcal/kg Incremento termico rispetto all attuale = MWh termici/anno 32

33 Ciclo ORC Fondamentalmente i fluidi di lavoro possono essere classificati in 3 categorie: secchi, isoentropici e umidi. Le categorie sono definite basandosi sulla pendenza William John Macquorn Rankine (Edimburgo, 5 luglio 1820 Glasgow, 24 dicembre 1872) della curva T-S (dt/ds) a tangente rispettivamente positiva, infinita e negativa. 33

34 Ciclo ORC Per l uso nei cicli ORC, i fluidi di lavoro secchi e isoentropici sono i più appropriati 34

35 Ciclo ORC 35

36 TRATTAMENTO MECCANICO BIOLOGICO: Possibili miglioramenti - la digestione anaerobica Criterio di riferimento: BAT (IPPC) D.M. 29/01/2007 Linee guida per l individuazione delle migliori tecniche disponibili per la gestione dei rifiuti. Definizione della lista delle migliori tecniche per la prevenzione integrata dell inquinamento dello specifico settore in Italia Tabella 51 «Individuazione delle BAT» con riferimento al «Trattamento meccanico biologico» si riporta la digestione anaerobica 36

37 TRATTAMENTO MECCANICO BIOLOGICO: Il pre-trattamento anaerobico Frazione organica D.A. COMPOST. Ammendante o Biostabilizzato Energia Pre-stabilizzazione Minore consumo compostaggio (- kwh) 37

38 IL PRE-TRATTAMENTO ANAEROBICO: Principali prodotti Schema impianto Digestore Recupero di Energia e Materia ABP Rifiuti organici (Ingestato) Batteri T=37-50 C Biogas Nm 3 /t 60% CH 4 40% CO 2 ml biogas *g TS days Digestato Trattamento biologico aerobico esistente Compost o Biostabilizzato 38

39 IL PRE-TRATTAMENTO ANAEROBICO: Il recupero di energia Inceneritore Biogas (60%CH CO 2 ) Elettricità rinnovabile kWh/t Scorie Calore Biogas 60%CH 4 40%CO 2 Biometano 95%CH 4 Motori a combustione (Tradizionale) Biometano (Innovativo) Rete Nazionale GN 39

40 IL PRE-TRATTAMENTO ANAEROBICO: Ulteriori vantaggi ambientali Riduzione odori Parziale Stabilizzazione Nutrienti Sanificazione Concentrazione Agente Digestato Limiti legge Coliformi fecali (MPN/gST) Salmonella Assente <100 Escherichia coli Assente Non indicata Carbon sink: Compost maggiore qualità! 40

41 IL PRE-TRATTAMENTO ANAEROBICO: Stato attuale e stato di progetto Stato attuale Compostaggio Biostabilizzazione Compostaggio Biostabilizzazione Stato di progetto Pre-trattamento anaerobico 41

42 IL PRE-TRATTAMENTO ANAEROBICO: Impatto urbanistico 42

43 CONCLUSIONI Dalle valutazioni effettuate sull impiantistica esistente si può affermare: 1) Termovalorizzatore. 1.1) L attuale impiantistica presenta diverse dotazioni rispondenti alle BAT; 1.2) E possibile introdurre nuove BAT con interventi di entità contenuta; 2) Trattamento meccanico biologico. 2.1) L attuale impiantistica presenta diverse dotazioni rispondenti alle BAT; 2.2) L introduzione del pre-trattamento di digestione anaerobica comporta notevoli benefici energetici (biogas+minore durata compostaggio) ed ambientali (BAT); 2.3) Gli interventi necessari all integrazione non comportano rilevanti impatti urbanistici. 43