Gestire i rifiuti in discarica e ridurre le emissioni di gas serra

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1 Gestire i rifiuti in discarica e ridurre le emissioni di gas serra Parco Vega 2009, 18 Dicembre 2009 Il sistema geco 2 per l abbattimento del metano presente nel biogas da discarica: le sperimentazioni effettuate e le prestazioni del sistema in termini di riduzione di GHG Relatrice: Ing. Flavia Liotta co2balance Italia del Gruppo Entsorga

2 Sintesi contenuti Problemi di migrazione dell LFG nella discarica in esercizio di Acea Pinerolese Industriale SpA; Attività sperimentale volta alla riduzione dei GHG emessi effettuata con il sistema geco 2 ; Caratteristiche prestazionali del sistema geco 2 ; Problemi di gestione dell LFG povero di metano in discariche chiuse; Applicazione del sistema geco 2 per ridurre le emissioni di GHG e produrre crediti di carbonio.

3 Discarica di Acea Pinerolese Industriale Discarica in esercizio Dimensione totale discarica: mc Anno di apertura: 1991 Totale rifiuto conferito: ton Sistema di trattamento biogas: Recupero energetico del gas di discarica attraverso sistema di cogenerazione e torcia

4 Discarica di Acea Pinerolese Industriale Provvedimenti tecnici finalizzati alla messa in sicurezza definitiva della discarica ed alla bonifica definitiva del sottosuolo ad essa esterno interessato dai fenomeni di migrazione di biogas: Realizzazione rete di captazione di tipo seriale esterna al corpo della discarica costituita da 22 pozzi di bonifica perimetrale e da un gruppo di aspirazione che consentono la captazione dei gas interstiziali. Il gas della rete di bonifica estratto era caratterizzato da una portata pari a circa Nmc/h e una concentrazione di metano inferiore al 15% che non poteva essere inviato alla torcia preesistente. La destinazione finale dei gas di bonifica era comune con quella dei gas di discarica e prevedeva una combustione presso il combustore adiabatico ad alta temperatura. Insieme al gas di bonifica venivano deviati dalla rete di captazione interna alla torcia circa 400 Nmc/h di biogas al 40% di metano, necessari per garantire la combustione. In tal modo si rinunciava al recupero energetico di 400 Nmc/h al 40% di metano. Come soluzione alternativa all uso della torcia si è scelto un sistema di abbattimento del metano in grado di degradare il metano con concentrazioni minori del 15%.

5 Sperimentazione in Acea Pinerolese Industriale Nell anno 2005 sono state installate 4 Unità geco 2 per l abbattimento del metano presente nel gas proveniente dalla rete di bonifica. E stata autorizzata dalla Provincia di Torino l installazione dei sistemi geco 2 e un periodo di sperimentazione durato fino all anno 2008 volta a verificare l efficienza degradativa di tale impianto. Il sistema geco 2 consente l abbattimento del metano e degli odori presenti nell LFG attraverso un processo di biofiltrazione operato da una colonia microbica. Il processo biologico si sviluppa sul letto filtrante in condizioni aerobiche garantite dall ossigeno presente nel gas di discarica e da un fondo di aerazione conformato per permettere l omogeneità della distribuzione dell LFG. Il letto filtrante è inoltre mantenuto nelle ottimali condizioni di funzionamento mediante un sistema di bagnatura temporizzatoche consente il mantenimento delle corrette condizioni di umidità del letto filtrante stesso. 5

6 Risultati della sperimentazione in Acea Pinerolese Industriale Il protocollo di sperimentazione prevedeva le seguenti analisi sul gas da discarica prima e dopo il trattamento attraverso la misura dei seguenti parametri: Temperatura del materiale filtrante; Portata di LFG in ingresso; Concentrazione di CH 4, CO 2 e O 2 ; Analisi microbiologiche della colonia batterica; Caratteristiche del percolato prodotto; Analisi olfattometriche degli odori; Verifica dello stato del materiale filtrante; Verifica dell umidità del letto filtrante e delle condizioni di bagnatura. Sono stati predisposti inoltre rapporti di osservazione ogni 6 mesi dall avvio del sistema geco 2, completi di tutti i risultati delle rilevazioni condotte, tabelle e grafici descriventi l evoluzione del sistema con commenti ai risultati ottenuti. I risultati della sperimentazione sono stati condivisi con la sezione rifiuti e bonifiche della Provincia di Torino e presentati nel Simposio di Sardinia del 2009 e nel Convegno dell ISWA di Lisbona del 2009 attraverso la realizzazione di due pubblicazioni. 6

7 Percentage (% v/v) Biogas flow (m3/h) Risultati della sperimentazione in Acea Pinerolese Industriale E stata monitorata la variazione nel tempo delle portate di LFG complessive e delle concentrazioni di metano in ingresso e in uscita ad ogni unità di abbattimento geco2. CH4 inlet CH4 outlet Biogas flow (m3/h) Observation

8 05/09/05 05/11/05 05/01/06 05/03/06 05/05/06 05/07/06 05/09/06 05/11/06 05/01/07 05/03/07 05/05/07 05/07/07 05/09/07 C Risultati della sperimentazione in Acea Pinerolese Industriale Parametri monitorati nel corso dell attività sperimentale: Evoluzione della colonia batterica: assenza di sintomi di avvelenamento CMT (Log UFC/g s.s.) 7,00 6,00 5,00 Biof 1 Biof 2 Biof 3 Biof 4 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 08/11/05 12/01/06 24/02/06 20/03/06 05/04/2006* 04/05/06 13/06/06 20/03/07 Temperatura del letto filtrante: Odori con analisi olfattometriche Biofiltro cm 100cm 8

9 Risultati della sperimentazione in Acea Pinerolese Industriale Intervallo di Portate di biogas in ingresso (m3/h) concentrazione di metano in ingresso(%) 5 efficienza media di abbattimento del metano (%) concentrazione di metano in uscita(%) EMISSIONI DI CO2eq EVITATE 0, , , , , , , , , , , ,

10 m3 LFG50 Diversificazione applicativa del sistema geco DISCARICHE IN IN FASE DI DI APERTURA CHIUSURA ESERCIZIO Il Sistema geco 2 consente produzione di ottimizzare teorica la gestione del biogas parallelamente ad produzione captabile un sistema convenzionale consentendo Il Sistema di trattare geco anche 2 consente il biogas disperso negli captare ambienti il biogas circostanti nella la prima discarica e dotato fase di di coltivazione basso potere della calorifico discarica quando non è ancora attivo un sistema di trattamento convenzionale Il Sistema geco 2 consente di trattare il biogas nella fase della coda di produzione, quando un sistema di trattamento convenzionale non è più applicabile anni

11 Discarica chiusa in fase di post-gestione Discarica di Colleretto Giacosa ad Ivrea: Superficie occupata: m 2 Non veniva effettuato recupero energetico Anno di chiusura della discarica: 1996 Concentrazione di metano presente nell LFG : 4-10% Portata di LFG: mc/h IN TALI CONDIZIONI LA TORCIA NON GARANTISCE LA COMBUSTIONE DEL GAS DI DISCARICA E QUINDI L LFG VIENE EMESSO IN ATMOSFERA SENZA ALCUN TRATTAMENTO.

12 Discarica chiusa in fase di post-gestione Al fine di evitare l emissione in atmosfera di LFG con concentrazioni minori del limite inferiore di funzionamento delle torce si è prevista l installazione del sistema geco 2 capace di recuperare metano presente in basse concentrazioni. Il sistema geco 2 è stato installato nelle seguenti discariche chiuse della Provincia di Torino caratterizzate da emissioni di LFG povero di metano: Discarica di Bairo; Discarica di Collegno; Discarica di Orbassano.

13 Specifiche tecniche del Sistema geco 2 Dimensioni Il Sistema geco 2 è costituito da un container collegato attraverso delle tubazioni di mandata al sistema di aspirazione e captazione del biogas. Volume interno netto: 22 mc Lunghezza 6,5 mm, Larghezza 2,5 mm, Altezza 2,65 mm. Automazione Si prevede un sistema di regolazione temporizzato per la bagnatura del materiale filtrante. E previsto inoltre un sistema di monitoraggio del tipo e-log data logger per misure ambientali e modem GSM/GPRS per acquisitori in continuo dei parametri di processo quali: la temperatura dell LFG e del materiale filtrante; la concentrazione di CH 4 in ingresso e CH 4 in uscita; il flusso di biogas entrante. L energia necessaria per il sistema di regolazione è garantita da un pannello fotovoltaico da 40 W

14 Altri vantaggi del sistema geco 2 Riduzione del rischio di migrazione del biogas nelle aree circostanti le discariche; Abbattimento dell impatto odorigeno del biogas: le indagini olfattometriche hanno infatti evidenziato eccellenti livelli di abbattimento, superiori al 90% delle unità olfattometriche in entrata; Ottimizzazione del recupero energetico del biogas per discariche in fase di esercizio; Vantaggiosa mobilita e modularita ; Gestione ed installazione semplice: il sistema è gestito attraverso un controllo remoto affidabile, autonomo dal punto di vista energetico essendo dotato di un pannello solare e inoltre non richiede l impiego di personale specializzato; Limitati costi di gestione e manutenzione: non richiede l uso di energia elettrica, richiede basso uso di acqua per la bagnatura; Possibilita di creare crediti di carbonio certificati con standard internazionali

15 Riduzione delle emissione di GHG attraverso il Sistema geco 2 L installazione del sistema geco 2 nelle discariche di Acea Pinerolese Industriale, di Colleretto Giacosa e Bairo ha permesso di ridurre le emissioni di metano in atmosfera, gas serra 21 più climalterante della CO2. Tale riduzione di emissioni di GHG è stata certificata con l ENTE di certificazione Rina SpA, riconosciuto dalle Nazioni Unite come DOE. Sono state validate ton CO2eq prodotte attraverso l attività dei sistemi geco 2 negli anni , che rappresentano crediti di CO2 volontari ottenibili per progetti di riduzione di GHG effettuati nei paesi presenti nell Annex 1 del Protocollo di Kyoto. I crediti di CO2 sono stati certificati e saranno a breve presenti nel registro indipendente eco2care gestito dal CESISP e dall Università di Genova. Tali crediti di CO2 possono essere utilizzati per neutralizzare le emissioni di GHG prodotte dalle più svariate attività umane, come ad esempio l uso di un mezzo di trasporto per raggiungere questo luogo.