SOCIETA AGRICOLA MARTINELLE ENERGIA SRL

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2 SOMMARIO 1. INQUADRAMENTO GENERALE Premessa La ricerca dei siti Concezione impiantistica del progetto Conferimento della frazione organica DESCRIZIONE GENERALE DEGLI INTERVENTI DI CONVERSIONE DELL IMPIANTO DI DIGESTIONE ANEROBICA Layout impianto esistente Layout modifiche all impianto Schema a blocchi del processo complessivo... 9 ATTIVITA E PROCESSI SVOLTI NELL IMPIANTO DI MARTINELLE ENERGIA Dati di progetto Attività svolte ed elenco CER DESCRIZIONE DEL PROCESSO Concezione impiantistica Conferimento Pre trattamento Digestore Vasca di accumulo sospensione fermentata Disidratazione dell effluente digestato Vasca di accumulo dell acqua di processo Sezione biogas e cogenerazione ELENCO COMPONENTI PRINCIPALI DELL IMPIANTO ESISTENTE DESCRIZIONE MODIFICHE IMPIANTO CONCLUSIONI...22 LADURNER Srl con socio unico Sede Legale ed Amm.va: Via Innsbruck Bolzano (BZ) T F info@ladurner.it P.IVA / Cod. Fisc. / Reg. Imp. BZ N Cap. soc. int. sott. e vers ,00 Società del Gruppo LL International SpA soggetta a direzione e coordinamento ai sensi dell art C.C. Rev. 9 del 13/09/2012 Pagina 1 di 22

3 1. INQUADRAMENTO GENERALE 1.1 Premessa Con il Decreto Ministeriale del 8 febbraio 2008 il Ministero dello Sviluppo Economico ha deliberato di finanziare progetti di innovazione industriale finalizzati all incremento dell Efficienza Energetica del sistema produttivo istituendo uno specifico fondo per favorire progetti industriali di ricerca applicata indirizzati allo sviluppo di tecnologie innovative in campo energetico e nello specifico nel processo di biodigestione anaerobica ad umido. In tale ambito Ladurner Srl e con essa VERITAS, in qualità di capo fila, Ecoprogetto Venezia, assieme all Università degli Studi di Venezia, dipartimento Scienze Ambientali, all ENEA, al CNR e ad un pool di partner tecnologici, hanno ottenuto in data 5/10/2010 la concessione di agevolazioni pari a circa 8 M per realizzare, in un area idonea, dotata di un impianto di produzione energia da biomasse, un Centro di Eccellenza per applicazioni finalizzate all incremento dell efficienza energetica del processo di bio-digestione anaerobica. Allo scopo Ladurner, attraverso la propria controllata Società Agricola Martinelle Energia, dispone di un impianto di bio-digestione anaerobica a biomasse, già funzionante, nel Comune di Cavarzere, località Revoltante, dove poter implementare le ricadute delle sperimentazioni nel campo dei mix tra biomasse, scarti agroindustriali e frazione organica dei RU da raccolta differenziata opportunamente pretrattati e diluiti provenienti dal Polo Integrato di Smaltimento Rifiuti di Fusina. 1.2 La ricerca dei siti Nella ricerca delle aree potenzialmente idonee all insediamento dell impianto sono state tenute in considerazione le aree previste per gli insediamenti di impianti di trattamento della frazione organica dei rifiuti urbani individuate dal Piano di Gestione dei Rifiuti Urbani adottato dalla Provincia di Venezia in primis il Polo di Fusina. La logica con la quale si era partiti per l individuazione dei siti si ispirava ad un concetto di integrazione e/o prossimità a preesistenti impianti di trattamento/smaltimento dei rifiuti, in particolare i centri di trattamento e/o le discariche. Pertanto già a partire dalla fine del 2006 Ecoprogetto, in accordo con l allora ASP di Chioggia ora Veritas, aveva ipotizzato di realizzare un impianto di biodigestione in un area 13_Rel_Descrittiva_Rev.00.doc Pagina 2 di 22

4 limitrofa alla discarica di Ca Rossa, progetto che non fu accolto favorevolmente dalle popolazioni ivi residenti, già condizionate dall esistenza della preesistente discarica. Di conseguenza già a partire dal 2008 Ecoprogetto, sempre in accordo con Veritas e sulla base dei prerequisiti previsti dal Bando per Industria 2015, aveva individuato nell area del Comune di Cavarzere un luogo idoneo per realizzare tale piattaforma tecnologica. Nel frattempo il Ministero dello Sviluppo Economico ha deliberato di concedere il finanziamento di cui alla premessa e pertanto oggi il raggruppamento di Imprese beneficiario si trova nella concreta possibilità di avviare il progetto di ricerca applicata. Pertanto l ATI costituita dai soggetti citati in premessa è pervenuta alla conclusione di definire un progetto che si sostanzia su tre filoni operativi: Centro di ricerca e sperimentazione a livello di laboratorio e di impianti micro pilota presso i centri di ricerca di ENEA, CNR e Università coinvolte; Polo di pretrattamento e diluizione della frazione organica della FORU presso la stazione di ricevimento rifiuti insistente nel Polo Integrato di Fusina; Impianto di produzione biogas da biomasse dove implementare i diversi mix di biomasse coltivate, scarti agroalimentari e FORU presso l impianto di Martinelle Energia di San Pietro in Cavarzere. 1.3 Concezione impiantistica del progetto La linea di trattamento del mix di biomasse e i rifiuti biologici descritta nella presente relazione è costituita da una combinazione di due diverse attività svolte in impianti esistenti ed in esercizio; un pretrattamento meccanico della frazione organica derivante da raccolta differenziata (realizzato presso il Polo Integrato di Fusina) e di una successiva fermentazione a umido (impianto di digestione anerobica di Martinelle Energia). La fermentazione a umido, nella quale la frazione di rifiuti organici selezionati, pretrattata meccanicamente e mescolata con acqua di processo per formare una sospensione pompabile, viene impiegata, da anni, per il trattamento anaerobico di rifiuti liquidi e solidi. Le pluriennali e polivalenti esperienze effettuate con questo processo permettono di garantire, con le tecnologie impiegate, un esercizio stabile ed efficiente. 13_Rel_Descrittiva_Rev.00.doc Pagina 3 di 22

5 Grazie al processo di decomposizione microbica durante la fermentazione si genera biogas ad elevato potere calorifico, che viene poi utilizzato come combustibile in un motore di cogenerazione per produrre energia elettrica e calore. Oltre che per una tecnica di pretrattamento assai robusta e per uno stadio di fermentazione anaerobica estremamente collaudato ed efficiente, l impianto che andiamo a descrivere si contraddistingue per i seguenti vantaggi: efficace separazione meccanica/idraulica di materiali estranei recupero di energia primaria esercizio dell impianto energeticamente autarchico ridotte emissioni di odori e CO 2 possibilità di trattamento di un ampia gamma di biomasse, scarti agroalimentari e rifiuti organici indipendentemente dal loro contenuto d acqua e grado di acidità ridotto fabbisogno di superficie anche con grandi potenzialità di trattamento 1.4 Conferimento della frazione organica Come evidenziato in precedenza la scelta di individuare due siti per realizzare il progetto Industria 2015 tiene conto di 2 aspetti determinanti: TECNICO: l impianto previsto nel progetto Industria 2015 ha di fatto due cicli tecnologici distinti: il pretrattamento del rifiuto in ingresso e la produzione/monitoraggio del biogas.24 LOGISTICO: la posizione baricentrica del Polo Integrato di smaltimento Rifiuti di Fusina rispetto al flusso di rifiuti in ingresso con la presenza di strutture industriali combinate, idonee allo sviluppo di un area apposita per il pretrattamento previsto dal progetto stesso. E evidente che la resa complessiva dei cicli è determinata dal tipo di tecnologia utilizzata e non dalla loro collocazione all interno dello stesso sito industriale, per cui la scelta finale sulle localizzazioni è stata orientata per ottimizzare i benefici derivanti da piattaforme tecnologiche già infrastrutturale, con ovvie ripercussioni sulle ottimizzazioni dei costi di gestione e d impianto. 13_Rel_Descrittiva_Rev.00.doc Pagina 4 di 22

6 Nello specifico, nel Polo di Fusina nell area del conferimento dei rifiuti organici verrà inserito un sistema innovativo di pretrattamento, che è oggetto di richiesta di Autorizzazione separata, della frazione conferita al fine di poter operare un efficiente processo di separazione tra la polpa e le frazioni non degradabili dei rifiuti conferiti. Una volta separata la polpa della frazione organica del rifiuto, tale composto viene opportunamente diluito con acqua in modo da poterlo conferire in soluzione pompabile all impianto di biodigestione di Cavarzere dove avverrà il processo di miscelazione e degradazione microbica. Il conferimento della soluzione della Foru diluita avverrà attraverso specifiche autobotti che avranno il compito, una volta conferita la soluzione di Foru all impianto, di asportare le acque di processo e veicolarle in idonei impianti di depurazione in disponibilità di VERITAS. Resta inteso che per quanto attiene il conferimento delle biomasse e/o degli scarti agroalimentari all impianto di Fusina rimangono in essere le esistenti strutture e i protocolli di ricevimento. 2. DESCRIZIONE GENERALE DEGLI INTERVENTI DI CONVERSIONE DELL IMPIANTO DI DIGESTIONE ANEROBICA Di seguito sono descritti gli interventi necessari per la conversione dell impianto esistente di digestione anaerobica, finalizzato alla produzione di energia elettrica e termica in un impianto in grado di trattare, in coerenza con gli obiettivi del progetto Ministeriale INDUSTRIA 2015, un mix di matrici derivanti da fonti agricole ed una sospensione di rifiuti biodegradabili. La proposta evidenzia l obiettivo di abbinare i vantaggi intrinseci del riutilizzo della materia biodegradabile al recupero di energia, sottoforma di energia elettrica e di calore, minimizzando gli apporti di biomassa appositamente coltivata a vantaggio del recupero degli scarti agroalimentari e domestici. L applicazione della digestione anaerobica al trattamento delle matrice organica, consente sia di conseguire il recupero energetico attraverso l utilizzo del biogas prodotto durante il processo di bio-digestione sia di ottenere, mediante il successivo processo di compostaggio della frazione solida del digestato (che realizzato in un altro impianto), il 13_Rel_Descrittiva_Rev.00.doc Pagina 5 di 22

7 completamento del processo di recupero con produzione di un prodotto stabilizzato da impiegare come ammendante organico in agricoltura o per ripristini ambientali (end of waste). L obbiettivo principale assunto alla base della presente proposta progettuale è quello di realizzare un ciclo di trasformazione moderno, mediante l utilizzo della miglior tecnologia presente oggi sul mercato e di minimizzare al massimo l impatto nell ambiente dell insediamento esistente in conseguenza alla trasformazione impiantistica. 13_Rel_Descrittiva_Rev.00.doc Pagina 6 di 22

8 2.1 Layout impianto esistente 13_Rel_Descrittiva_Rev.00.doc Pagina 7 di 22

9 2.2 Layout modifiche all impianto. 13_Rel_Descrittiva_Rev.00.doc Pagina 8 di 22

10 2.3 Schema a blocchi del processo complessivo ATTIVITA EFFETTUATE NELL IMPIANTO DI ECOPROGETTO VENEZIA SRL - FUSINA 13_Rel_Descrittiva_Rev.00.doc Pagina 9 di 22

11 ATTIVITA E PROCESSI SVOLTI NELL IMPIANTO DI MARTINELLE ENERGIA 13_Rel_Descrittiva_Rev.00.doc Pagina 10 di 22

12 2.4 Dati di progetto L impianto è stato dimensionato per una capacità di trattamento, di circa t/anno di materiale totale in ingresso, costituito da un mix di una sospensione di matrice organica al ca. 15% di sostanza secca da fonte agricola (p.e. mais, triticale, altre biomasse da coltivazioni dedicate,e altre eventuali essenze verificate durante il processo di sperimentazione previsto dal progetto Industria 2015, reflui zootecnici) per circa t/anno, e da rifiuti urbani biodegradabili in soluzione, provenienti dal centro di pretrattamento di Fusina, per un quantitativo massimo di t/anno. Nell impianto si sviluppa il processo di biodigestione anaerobica ( Impianto esistente ed in esercizio) dove le biomasse conferite subiscono una conversione di tipo biochimico con produzione di biogas e di un residuo digestato liquido. Il biogas prodotto viene utilizzato per produrre energia elettrica e termica nel cogeneratore esistente che non viene modificato, mentre il digestato viene pretrattato mediante centrifuga che produce una frazione liquida e una frazione solida; la frazione solida è inviata ad impianti di compostaggio al fine di trasformarla in un ammendante di qualità: il compost ACQ. La frazione liquida viene ritornata al centro di Fusina per il trattamento. Tabella riassuntiva dati di progetto: Capacità di trattamento di prodotti in ingresso t/anno di sospensione di rifiuti biodegradabili, insilati di mais e altre materie vegetali e/o reflui zootecnici da allevamento bovino Unità di fermentazione N 1 digestore da m 3 utili con gasometro incorporato N 2 digestori da m 3 utili cad. con gasometro incorporato Quantità presuntiva di biogas prodotto 440 m 3 /h Unità di cogenerazione Motore Deutz da kwt Potenza elettrica prodotta 999 kwe Materiali in uscita Digestato ( ~ 30% s.s.) circa t/anno Acqua da depurare circa t/anno 13_Rel_Descrittiva_Rev.00.doc Pagina 11 di 22

13 2.5 Attività svolte ed elenco CER Con riferimento agli Allegati B e C alla parte IV del Dlgs 152/2006 e s.m.i., le attività che si intendono svolgere nell insediamento sono: R3 Riciclo/recupero delle sostanze organiche non utilizzate come solventi (comprese le operazioni di compostaggio e le altre trasformazioni biologiche (relativamente alla digestione anaerobica della matrice organica); Di seguito, è riportato l elenco dei rifiuti, classificato sulla scorta dei CER di cui alla direttiva 2000/532/CE, che è previsto siano conferiti all impianto in progetto. Attività CER Descrizione R3, Rifiuti urbani biodegradabili di cucine e mense Tabella 0 1 Elenco rifiuti conferiti all impianto Trattandosi di una sospensione di acqua e rifiuti organici derivanti da raccolta differenziata (FORU) si ritiene di fare riferimento alla definizione di cui alla Tabella I Allegato 1 alla DGRV 568/05 e pertanto di affidare lo stesso codice CER anche per la spremitura del FORU. Nella tabella successiva sono invece riportati i residui dei cicli lavorativi, cioè i materiali in uscita dall impianto e gli ulteriori rifiuti prodotti dal funzionamento delle macchine : Attività CER Descrizione R13, D Digestato, frazione liquida, R13, R Digestato, frazione solida, R13, D Oli minerali per circuiti idraulici, non clorurati R13, D Oli sintetici per circuiti idraulici R13, D Altri oli per circuiti idraulici R13, D Scarti di olio minerale per motori, ingranaggi e lubrificazione, non clorurati R13, D Scarti di olio sintetico per motori, ingranaggi e lubrificazione R13, D Altri oli per motori, ingranaggi e lubrificazione Tabella 0 2 Elenco rifiuti in uscita dall impianto 13_Rel_Descrittiva_Rev.00.doc Pagina 12 di 22

14 3. DESCRIZIONE DEL PROCESSO 3.1 Concezione impiantistica La digestione anaerobica a umido, nella quale la frazione biodegradabile viene mescolata con acqua di processo per formare una sospensione pompabile, è un processo che viene impiegato da anni per il trattamento anaerobico di rifiuti liquidi e solidi. Le pluriennali e polivalenti esperienze effettuate con questo processo permettono di garantire, con le tecnologie impiegate, un esercizio stabile e massimamente redditizio. 3.2 Conferimento Il conferimento della matrice biodegradabile organica avviene con delle autobotti provenienti dal Polo Integrato di Fusina. La sospensione grezza di rifiuti biodegradabili con un contenuto di sostanza secca del ca. 15% viene scaricata a gravità direttamente in una vasca interrata, chiusa, avente un volume di ca. 50 m 3. Le operazioni di scarico saranno svolte tramite collegamento diretto mediante tubazione e raccordo rapido, senza pertanto alcun contatto del liquido con l ambiente esterno. Il conferimento delle matrici agricole avverrà per mezzo delle strutture esistenti già autorizzate. 3.3 Pre- trattamento Il pretrattamento è finalizzato all asportazione delle frazioni pesanti non utili nel processo a umido, e separate preliminarmente. Una volta scaricata la sospensione grezza nella vasca di ricevimento, questa viene pompata alla vasca di miscelazione che ha un volume utile di ca. 500 m 3. Nella vasca di miscelazione viene aggiunta acqua di ricircolo del processo per diluire la sospensione fino ad arrivare ad una sostanza secca adeguata. La miscelazione viene garantita da un apposito miscelatore sommerso che assicura la omogeneizzazione della sospensione. Dopo la fase di miscelazione viene effettuata la separazione delle sabbie e degli inerti con un dissabbiatore tradizionale. Il dissabbiatore è posizionato in adiacenza alla vasca di miscelazione. La sospensione grezza fluisce con portata costante in una vasca di raccolta, dotata di una parete di sfioro; i materiali solidi pesanti, quali sabbia, inerti, etc., che decantano sul fondo, vengono asportati dalla vasca di raccolta per mezzo di coclee di estrazione. Nelle fasi di dissabbiatura, il bilancio di massa prevede la separazione di circa 1072 t/anno di frazioni pesanti (inerti, etc.), tali materiali saranno poi avviati al trattamento di compostaggio assieme alla frazione solida del digestato. 13_Rel_Descrittiva_Rev.00.doc Pagina 13 di 22

15 Figura 0 1 Immagine tipica del dissabbiatore Il materiale in uscita dal dissabbiatore viene fatto confluire, attraverso opportuna pompa, alla sezione di digestione anaerobica. Tale tragitto è caratterizzato dalla presenza di un frantumatore inserito nel tubo di afflusso che ha lo scopo di sminuzzare eventuali fibre presenti nel substrato avviato verso il serbatoio di sospensione grezza. Il mix di matrici agricole e sottoprodotti di consistenza solida vengono invece caricati mediante la tramoggia di carico esistente. 3.4 Digestore Il materiale in soluzione liquida che ha subito la fase di pretrattamento viene avviato ai digestori. Il digestore è un serbatoio in calcestruzzo, con un rivestimento protettivo delle superfici che vanno a contatto con il gas. Prima di entrare nei reattori, il substrato viene riscaldato in uno scambiatore di calore a fascio tubiero, ad una temperatura di circa 38 C, in regime mesofilo. Come fluido riscaldante viene utilizzata l acqua di raffreddamento del motore dell impianto di cogenerazione. Nel seguente prospetto, vengono riportati i dati funzionali del comparto. Parametro Input ai digestori Valore t/anno Numero di digestori 3 Volume utile totale m 3 Volume totale richiesto m 3 Utilizzo digestori Utilizzo di uno o due digestori avente un volume non inferiore di m³ Tabella 0 1 Parametri funzionali digestori 13_Rel_Descrittiva_Rev.00.doc Pagina 14 di 22

16 L alimentazione al digestore viene costantemente misurata e regolata con strumenti dedicati. Poiché sotto il profilo del processo biologico, è opportuno che l alimentazione sia il più possibile uniforme, è previsto che i reattori vengano alimentati più volte al giorno. Al fine di avere una massima flessibilità di gestione, l impianto sarà predisposto per poter funzionare con uno, due o anche 3 reattori in parallelo, avendo così volume di reazione in riserva per poter fare manutenzione ordinaria e straordinaria senza dover fermare l impianto. Per il trattamento del substrato di fermentazione è stato scelto un processo con fase di fermentazione mesofila che offre i seguenti vantaggi: tecnologia di processo semplice elevato indice di decomposizione dei componenti organici sicurezza di funzionamento grazie alla stabilità del processo biologico nel campo di temperatura mesofilo contenuto fabbisogno di energia termica adeguati costi di esercizio La biomassa in fermentazione, all interno dei digestori è sottoposta ad un continuo e completo rimescolamento per mezzo di apparati agitatori disposti perpendicolarmente all asse del contenitore. Ciò permette di evitare fenomeni di sedimentazione e di garantire un nutrimento uniforme ai microrganismi nonché di omogeneizzare il ph e la temperatura all interno del digestore. Il tempo di permanenza idraulica della sospensione nel reattore è di circa 25 giorni. Durante questo periodo si assiste ad un abbattimento del % della sostanza secca organica in ingresso. Il gas prodotto viene avviato in un serbatoio di stoccaggio a secco (gasometro) in testa ai reattori, mentre l effluente residuo viene avviato alla vasca di sospensione fermentata. Parametro Valore Volumetria annua biogas saturo ca t/a Volumetria annua biogas ca Nm³/a Volumetria oraria media biogas ca. 441 Nm 3 /h Tabella 0 2 Produzione biogas I parametri fondamentali di processo sono ph temperatura; essi sono costantemente monitorati da un sistema elettronico, in grado di far scattare segnali di allarme. Le sonde di misura sono 13_Rel_Descrittiva_Rev.00.doc Pagina 15 di 22

17 molteplici e posizionate ad altezze diverse all interno del digestore, al fine di monitorare l andamento dei processi fermentativi nell intera biomassa contenuta nei reattori. Il sistema di sicurezza meccanico sulla linea gas consiste in una valvola di sovra e sotto pressione, che si aziona al raggiungimento dei valori soglia pre impostati. 3.5 Vasca di accumulo sospensione fermentata Alla fine del processo di fermentazione, l effluente fermentato viene inviato alla vasca di post fermentazione/vasca di sospensione fermentata che funge da polmone intermedio ed ha un volume utile di ca. 500 m 3. In questa fase viene applicato l ossidazione della sospensione fermentata. All interno della vasca è installato un agitatore attraverso il quale viene insufflato aria. L aria immessa favorisce la liberazione delle sostanze odorigene contenute nella sospensione. L aria esausta invece viene aspirata dal tetto della vasca e viene inviata ad un biofiltro per essere trattata. Dal serbatoio di post fermentazione, il substrato viene infine alimentato alla successiva fase di disidratazione. Nel seguente prospetto, vengono riportati i dati funzionali del comparto. Parametro Portata annua in ingresso Portata giornaliera in ingresso Valore t/anno 242,3 m 3 /giorno Volume a disposizione 500 m 3 Tabella 0 1 Parametri funzionali serbatoio di post fermentazione 13_Rel_Descrittiva_Rev.00.doc Pagina 16 di 22

18 3.6 Disidratazione dell effluente digestato Il substrato fermentato (effluente digestato), in uscita dalla vasca di post fermentazione, viene inviato, tramite pompe dedicate, alla fase di disidratazione. In questo stadio avviene la separazione del substrato in una fase liquida ed in una fase solida. Queste operazioni avvengono in ambiente chiuso e posto in depressione, al fine di evitare la propagazione all esterno di eventuali arie veicolanti molecole odorigene. Per la disidratazione del substrato è previsto l impiego di una centrifuga tipo decanter, con ausilio delle stazioni di preparazione e dosaggio polielettrolita e flocculante. Tramite la disidratazione meccanica, l effluente digestato raggiunge contenuti di sostanza secca del 30 % ed oltre. Per migliorare l efficienza della fase di disidratazione, viene dosato in linea un flocculante, mediante apposito sistema di preparazione e dosaggio, nel quale il flocculante viene diluito con acqua. Il flocculante viene infatti fornito e stoccato in adiacenza alla stazione di dosaggio poli in fusti o container a perdere. Il materiale disidratato, in uscita dal decanter, viene scaricato all interno di un bunker dedicato, dal quale viene estratto con pala gommata ed asportato con automezzi per il compostaggio in altro sito. Le acque madri della centrifuga vengono invece scaricate a gravità nella vasca dell acqua di processo e vengono riutilizzate per diluire la matrice organica in ingresso. Parametro Input annuo Frazione disidratata Frazione liquida Valore t/anno t/anno t/anno Tabella 0 1 Parametri funzionali fase di disidratazione meccanica 3.7 Vasca di accumulo dell acqua di processo La frazione liquida derivane dalla disidratazione del digestato viene scaricata a gravita nella vasca di accumulo dell acqua di processo. La vasca viene realizzata in calcestruzzo ed ha un volume utile di ca. 300 m 3. L acqua di processo viene riutilizzata in parte per diluire la sospensione grezza di rifiuti biodegradabili in ingresso e per abbassare di conseguenza il contenuto della sostanza secca dal ca. 15% al ca. 8%. La quantità di acqua in esubero e non utilizzata nella fase di pretrattamento 13_Rel_Descrittiva_Rev.00.doc Pagina 17 di 22

19 viene caricata con una pompa su autobotti e trasportata in un impianto esterno di depurazione per il trattamento dedicato in disponibilità di VERITAS. 3.8 Sezione biogas e cogenerazione La linea del gas inizia dal prelievo attraverso le tubazioni di ciascuna vasca e, dopo il passaggio attraverso un pozzetto di condensazione, viene fatto confluire al sistema di alimentazione del motore. Per creare la pressione del gas necessaria per l utilizzo nell impianto di cogenerazione, nella tubazione di collegamento tra il digestore e il motore a gas è installata una soffiante radiale; tale soffiante porta il gas alla pressione necessaria per il funzionamento del motore a gas. Se per motivi di manutenzione l impianto di cogenerazione deve essere disattivato, il serbatoio del biogas può essere riempito fino al volume massimo, dopodiché, tramite un sistema di misura del livello, viene attivato l impianto a fiaccola. Un ulteriore aumento del livello nel digestore comporta l accensione automatica della fiaccola. Il motore produce oltre ad energia elettrica anche energia termica. Questa ultima viene prelevata come acqua di raffreddamento, ed utilizzata per il riscaldamento dei digestori. Qualora le utenze previste non fossero temporaneamente in grado di prelevare il calore dell acqua di raffreddamento, questo verrà smaltito tramite un raffreddatore piano (impianto di raffreddamento di emergenza). L energia elettrica prodotta dal generatore verrà immessa nella rete pubblica. Dati tecnici cogeneratore esistente: CH4/CO2 nel biogas Osservazioni Rendimento elettrico 40,4% Potenza combustibile 2530 kw tolleranza + 5% Consumo gas 420 m 3 /h Potenza elettrica 999 kw cos φ = 1 Calore acqua raffreddamento utilizzabile 533 kw tolleranza +/ 8% Calore gas di scarico utilizzabile 572 kw tolleranza +/ 8% Il processo di digestione anaerobica avviene, per sua specifica caratteristica, in ambiente chiuso in totale assenza di aria atmosferica, pertanto non sono previste emissioni di gas od odori derivanti dal processo di trattamento; il biogas prodotto dall impianto viene invece utilizzato per alimentare un motore endotermico a ciclo otto della potenza termica pari a 2530 kw, che produce energia elettrica e calore. 13_Rel_Descrittiva_Rev.00.doc Pagina 18 di 22

20 Il cogeneratore è costituito da un motore Deutz, tipo: TCG 2020 V12, alimentato a biogas con contenuto medio di CH4 pari al 60% e CO2 pari al 32 %+ O2 1 %, e p.c.i Kcal/nm3, equipaggiato con quadro di controllo elettronico dei parametri di funzionamento, di tipo TEM,in relazione al rendimento ed alle emissioni allo scarico, con le seguenti caratteristiche: potenza termica nominale 2530 Kw potenza meccanica 1028 Kw rendimento elettrico netto 40,8% portata dei gas di scarico 4809 kg/h temperatura dei gas di scarico 472 C, al motore portata dell aeriforme in Nm3/h: 3728 sezione del condotto di scarico: Ø 300 mm temperatura massima dell emissione in C: 472 C frequenza e durata delle emissioni (h/g, g/a): prevista 8000 h/anno altezza del punto di emissione in atmosfera dal livello del suolo (in m.): >10 Il motore è di tipo innovativo ad alto rendimento, la cui caratteristica principale è la regolazione della combustione magra, cioè con miscela di aria/carburante povera di combustibile; questo consente di abbassare notevolmente la temperatura all interno della camera di scoppio, riducendo la formazione di NOx e di CO ; esso inoltre è dotato di sistema di abbattimento delle emissioni costituito da marmitta con catalizzatore ad ossidazione Marca Cofeme, installato primo dello scarico in contenitore amovibile per una facile sostituzione. I sistemi di controllo e monitoraggio della combustione e dei gas di scarico sono i seguenti: Misuratore continuo di O2 e CH4 in alimentazione, sonda Lamda allo scarico, sonde di temperatura sui cilindri motore e allo scarico, 13_Rel_Descrittiva_Rev.00.doc Pagina 19 di 22

21 4. ELENCO COMPONENTI PRINCIPALI DELL IMPIANTO ESISTENTE L impianto di biogas esistente è costituito dai seguenti componenti principali: Opere civili: - Silos in asfalto con pareti in calcestruzzo prefabbricato, per stoccaggio materie prime - Vasca per la raccolta del colaticcio proveniente dal silomais e delle acque di ricircolo dei digestori - N 2 Reattori di processo(digestori) con serbatoio gas - N 1 Post reattore con serbatoio gas - N 1 vasca di raccolta e stoccaggio digestato - Area asfaltata di accesso all impianto e collegamento con il silos di stoccaggio - Pesa a ponte Annessi tecnici: - Tramoggia dosatrice del materiale solido (residui di mais o granaglie), ed alimentatore del digestore - Sistema di filtropressatura del digestato con recupero di acqua di riciclo - Container tecnico - Impianto elettrico con sistema integrato di visualizzazione e gestione - Centrale energetica a biogas come unità in container, contenente: - Centrale di cogenerazione a biogas - Separazione condensato e essiccamento biogas - Compressore biogas - Fiaccola biogas - Analisi gas - Sistema di comando - Container impianto termico 13_Rel_Descrittiva_Rev.00.doc Pagina 20 di 22

22 5. DESCRIZIONE MODIFICHE IMPIANTO In questo capitolo vengono descritte le modifiche principali necessarie per la conversione dell impianto esistente in un impianto in grado di trattare oltre alle matrici derivanti da fonti agricole anche una sospensione di rifiuti biodegradabili. E prevista la realizzazione nuova della vasca di scarico autobotti in calcestruzzo con volume utile di ca. 50 m3 e spazio dedicato coperto con tettoia per le pompe di trasferimento della sospensione grezza. L attuale vasca di stoccaggio del digestato con diametro 34m con una altezza di 6m viene trasformata in locale tecnico per alloggio di macchinari, pompe e quadri elettrici come anche per l alloggio di vasche di processo. Vengono realizzate le seguenti opere: - Nuova vasca di miscelazione in cls con un volume utile di ca. 500m3. - Nuova vasca della sospensione fermentata in cls con un volume utile di ca. 500m3. - Nuova vasca dell acqua di processo in cls con un volume utile di ca. 300m3. - Locale tecnico per la collocazione delle pompe - Locale quadri - Area dissabbiatore - Area centrifuga con bunker di stoccaggio del digestato - Zona biofiltro per il trattamento dell aria esausta aspirata dalla vasca della sospensione fermentata e dalla zona del dissabbiatore e centrifuga - Inserimento di Post Combustore CL.AIR sulla linea fumi del Congeneratore. L intera vasca esistente viene coperta con un tetto rialzato di ca. 1m dal bordo della vasca. Sulla circonferenza vengono montate delle finestrature perimetrali ad eccezione della zona interessata dal biofiltro. Al fine di garantire gli accessi ai vari locali, vengono installati una serie di porte e portoni nuovi indicati nel disegno di progetto. La vasca esistente della raccolta delle acque di processo viene demolita. 13_Rel_Descrittiva_Rev.00.doc Pagina 21 di 22

23 6. CONCLUSIONI L applicazione della digestione anaerobica al trattamento della matrice organica dei rifiuti solidi urbani, consente sia di conseguire il recupero energetico attraverso l utilizzo del biogas prodotto durante il processo di bio digestione che di ottenere, mediante il processo di compostaggio accelerato del digestato in impianti dedicati, un prodotto stabilizzato da impiegare come ammendante organico in agricoltura o per ripristini ambientali. Gli obiettivi principali assunti alla base della presente proposta progettuale sono quelli di trasformare l impianto esistente in un impianto ancora più flessibile al trattamento di diverse matrici organiche in ingresso mediante l utilizzo della miglior tecnologia presente oggi sul mercato e di minimizzare al massimo l impatto nell ambiente dell insediamento. Inoltre le innovazioni sperimentate, oggetto del Progetto Ministeriale INDUSTRIA 2015, e poi applicate nell impianto consentono di realizzare un impianto di biodigestione anaerobica all avanguardia la cui tecnologia può venir esportata in altri impianti della stessa natura. 13_Rel_Descrittiva_Rev.00.doc Pagina 22 di 22