Le tecnologie di trattamento, recupero e smaltimento.

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1 Le tecnologie di trattamento, recupero e smaltimento. Schema dei processi in essere e sviluppi tecnologici. Prof. Roberto Fazioli Roberto.Fazioli@unife.it Dipartimento di Economia e Management, Università di Ferrara

2 TECNOLOGIE/IMPIANTI PER LA GESTIONE DEI RIFIUTI Selezione meccanica Trattamenti Meccanico-Biologici (TMB) Compostaggio Combustione (incenerimento) Discarica (interramento) Trattamenti chimico-fisici

3 Flussi relativi a sistema integrato con mix di cicli di gestione dell indiff.to Raccolta differenziata dell umido RU Raccolte differenziate Raccolta del rifiuto indifferenziato TRATT. MECC.-BIOL. Compostaggio SELEZIONE MECCANICA Trattamenti (selezione) 6 Eventuali pretrattamenti di selezione Incenerimento con recupero energetico Sistema produttivo Discarica

4 Il ciclo tecnologico di gestione della frazione indifferenziata del rifiuto urbano può essere realizzato in diversi modi, cui corrispondono elementi di impatto e sostenibilità differenti. Anche se quantificabili, essi non sono facilmente confrontabili tra loro per dar luogo ad una scala di valori universalmente accettata e condivisa. Non deve pertanto sorprendere la notevole differenziazione che si riscontra, tanto a livello nazionale che internazionale, nelle varie situazioni ed ambiti territoriali, anche avanzati.

5 L impianto di incenerimento Alimentazione rifiuti Produzione vapore Depurazione fumi Produzione en. elettrica Accettazione rifiuti Sistema di controllo Stoccaggio rifiuti Incenerimento Rimozione scorie

6 CO2, H2O, residui inquinanti RIFIUTI energia elettrica turbina combustione Fumi caldi vapore caldaia Fumi abbattimento inquinanti, filtri forno recupero energetico depurazione fumi rifiuti

7 Cicli applicati in Italia per la valorizzazione energetica dell indifferenziato residuale combustione del rifiuto indifferenziato tal quale ; combustione della sua sola frazione secca; produzione e combustione di CDR da selezione meccanica; produzione e combustione di CDR da bio-essiccazione.

8 Conferimento dei RSU a bocca d impianto 100 Incenerimento 27 Ceneri e scorie Discarica Recupero energetico da RU: incenerimento del tal quale

9 Selezione meccanica 35 CDR Incenerimento (inceneritori o impianti industriali) Frazione organica Biostabilizzazione Residui 10 Ceneri e scorie 5 35 Discarica Recupero energetico da RU: : CDR da selezione meccanica

10 Trattamento biologico CDR Incenerimento (inceneritori o impianti industriali) Selezione meccanica 55 Ceneri e scorie Residui Discarica Recupero energetico da RU: : CDR da bioessiccamento

11 Emissioni in atmosfera ed energia prodotta Indifferenziato combusto (%) Fumi per tonn. di indiff. Nm 3 Fumi per tonn. combusta Nm 3 Energia elett. prodotta KWh Combustione tal quale Combustione fraz. secca Combustione CDR

12 Fabbisogno di discarica Scorie, ceneri e scarti (kg) Totale comprensivo di FOS (kg) Combustione tal quale Combustione fraz.ne secca Combustione CDR

13 La valenza ambientale del recupero di energia da rifiuti 1. Contributo alla riduzione delle emissioni di gas serra 2. L inceneritore come emettitore nullo in termini di impatto globale Da molti anni tutte le realizzazioni impiantistiche (non solo ambientali) sono oggetto di contestazioni da parte delle popolazioni interessate e, anche se meno frequentemente, dalle amministrazioni locali. Sugli impianti di incenerimento si focalizza in genere il massimo del dissenso. Tali contestazioni sono oggi fondamentalmente strumentali, essendo superati, negli impianti moderni, i problemi ambientali tipici di questa fase del ciclo di gestione dei rifiuti.

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15 Stima delle emissioni di diossine in Germania negli anni Anni Anni Anni g TE/a % g TE/a % g TE/a % Incenerimento Rifiuti , ,0 < 2 < 3 Industria metallurgica , ,3 < 40 < 57 Centrale termoelettrica 5 0,4 3 1,0 < 3 < 5 Caldaie industriali 20 1,6 15 5,1 < 10 < 15 Altri processi termici 1 0,1 < 1 < 0,3 < 1 < 1 Crematori 4 0,3 2 0,7 < 2 < 3 Traffico 10 0,9 4 1,4 < 1 < 1 Combustione domestica 20 1,7 15 5,1 10 < 15 T O T A L E < Fonte: UBA Agenzia Federale Tedesca per l Ambiente

16 Le origini del problema Rifiuti e sviluppo sostenibile La gerarchia delle priorità L importanza della Raccolta differenziata I sistemi territoriali di gestione Le tecnologie di trattamento, recupero e smaltimento Le nuove tecnologie

17 Tecnologie avanzate e/o innovative TMB bioessiccazione Digestione anaerobica Trattamenti termo-meccanici o meccano-chimici (pressoestrusione, Thor, stabilizzazione chimica ecc.) Discarica bioreattore Principi attivi di origine vegetale

18 Ipotesi di ciclo di gestione dell indifferenziato per flussi medio-bassi Perdite di processo t/a TMB 2 materiali CDR Produzione combustibili derivati Tecnologie innovative di rec.ro energetico FOS al riutilizzo 3 Scarti FOS 10 Co-incenerimento con rifiuti speciali discarica Bioreattore energia

19 Tecnologie innovative di valorizzazione energetica Si basano essenzialmente su processi di: GASSIFICAZIONE PIROLISI Spesso in combinazione tra loro nonché sull uso della TORCIA AL PLASMA

20 GASSIFICAZIONE DI TIPO "TERMICO" RIFIUTO PIROLISI/ GASSIFICAZIONE SYNGAS GREZZO COMBUSTIONE FUMI GENERATORE DI VAPORE TRATTAMENTO FUMI CAMINO VAPORE CENERI/CHAR PRODUZIONE ENERGIA ELETTRICA RESIDUI COMBUSTIONE IN 2 STADI (INCENERIMENTO) Ceneri GASSIFICAZIONE DI TIPO "ELETTRICO" RIFIUTO PIROLISI/ GASSIFICAZIONE SYNGAS GREZZO TRATTAMENTO GAS SYNGAS PULITO TURBINA / MOTORE ENDOT. CAMINO CENERI/CHAR RESIDUI TAR PRODUZIONE ENERGIA ELETTRICA

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22 Convenzionale e Nuovo a confronto Combustione Gassificazione/pirolisi Impatto ambientale: Molto buono Potenzialmente migliore Recupero energetico: Buono Potenzialmente superiore Recupero sottoprodotti e residui: In sviluppo Migliore anche se mercato non stabile. Potenziale recupero di materia. Aspetti tecnici Tecnologia consolidata ed affidabile Problematiche tuttora irrisolte (1) Aspetti gestionali: (2) Definiti e controllabili Non ancora dimostrati Costi di investimento ed esercizio: Piuttosto elevati, ma definiti Non facilmente definibili, ma similari a combustione o superiori (1) Pulizia del gas di sintesi, alimentazione rifiuti e scarico residui, difficoltà di scale up, elevati consumi endogeni, ecc. (2) Controllo del processo, affidabilità, richiesta di manutenzione, sicurezza

23 In generale, le tecnologie innovative di Valorizzazione energetica dei rifiuti urbani non hanno ancora raggiunto un livello di sviluppo definibile come commerciale. Fanno eccezione la gassificazione termica e alcune applicazioni della torcia plasma