Inceneritori - Termovalorizzatori

Inceneritori - Termovalorizzatori
Migliori Tecniche Disponibili e Emissioni di Inquinanti 26 Marzo 2008

Migliori Tecniche Disponibili
Introduzione Identificazione delle maggiori problematiche ambientali nell’incenerimento dei rifiuti Esame delle tecniche più rilevanti per affrontare queste problematiche Emissioni in aria Consumi Identificazione delle migliori prestazioni ambientali, basandosi sui dati comunitari disponibili Esame delle condizioni nelle quali queste prestazioni ambientali sono state raggiunte (costi, effetti incrociati, risorse coinvolte nell’implementazione di tali tecnologie) Dettagli inerenti i limiti di emissione in aria e confronto con la normativa vigente per l’incenerimento di una tipologia di rifiuto RSU RU Differenziati Rifiuti Pericolosi Fanghi di Depurazione Rifiuti Ospedalieri Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Migliori Tecniche Disponibili
Introduzione Fattori locali possono influenzare le prestazioni dell’impianto di incenerimento in relazione alle quantità e qualità di sostanze rilasciate dall’incenerimento dei rifiuti o la disponibilità di specifiche risorse (es. qualità ambiente esistente). Identificazione della natura dei rifiuti da trattare e infrastrutture esistenti per il collettamento e smistamento dei rifiuti agli impianti di incenerimento. Costo e particolare tecnica di incenerimento in relazione ai suoi potenziali vantaggi confrontandola con le prestazioni degli impianti esistenti. Disponibilità e prezzi per l’utilizzo di infrastrutture idonee a garantite il riutilizzo o lo smaltimento dei residui prodotti dall’impianto di incenerimento. Disponibilità e prezzi per la vendita dell’energia recuperata Fattori economici, politici e di mercato locale possono causare barriere di costi addizionali in caso di installazione di tecnologie particolari Commissione Legislazione e Tutela Ambientale Ref. BRefs 434 – 5.1

Emissioni d’inquinanti Emissioni in atmosfera
Schema di impianto incenerimento RSU Emissioni in atmosfera  Clicca Inquinanti solidi Emissioni in acqua Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

MTD applicabili a tutti i tipi di inceneritori (1)
La scelta progettuale del tipo di installazione dipende dal tipo di rifiuto trattato, in ogni caso bisogna evitare di trattare tipologie di rifiuti non previsti nella progettazione dell’inceneritore ( impatti sulla sicurezza, salute e ambiente) Nella scelta della tipologia di trattamento termico fare riferimento ai seguenti criteri tecnologici: Composizione chimica del rifiuto e campo di variabilità Composizione fisica del rifiuto e campo di variabilità Caratteristiche termiche del rifiuto (potere calorifico, livello di umidità) Quantità del processato e disponibilità dell’impianto Qualità e composizione di cenere e residui del processo di incenerimento Possibilità di riutilizzo di syngas (CO,H2,CH4,CO2) e coke prodotti da combustione parziale Valori limite di emissione e sistema di abbattimento Tipologia di energia recuperata (calore, EE, Energia Combinata: Calore ed EE - CHP) Inoltre nelle scelte progettuali hanno incidenza i livelli di rischio dell’impianto, le capacità professionali e i fondi stanziati. Gli impianti che trattano tipologie di rifiuti con caratteristiche chimico/fisiche omogenee hanno livelli di prestazione variabili in un range limitato unitamente ad un processo più stabile ed una previsione della composizione dell’effluente gassoso più vicina a quella effettiva. Confronto delle principali tecnologie di combustione e trattamento termico dei rifiuti. (Vedi tab 4.7, 4.8, 4.9) Caratteristiche progettuali delle camere di combustione: L’ottimizzazione della fase di combustione si traduce nella minimizzazione delle emissioni e riduzione dei consumi. (vedi Tab. 4.10) Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

MTD applicabili a tutti i tipi di inceneritori (2÷5)
Il sito si presenti in uno stato ordinato e pulito: questo permette di identificare con anticipo potenziali problemi operativi. Gli elementi chiave di una buona gestione del sito sono: Esistenza di un sistema per identificare ed immaganizzare i rifiuti classificandoli in base alla loro classe di rischio. Prevenire le emissioni di polveri dalle apparecchiature Efficace gestione delle acque di scarico Efficace manutenzione preventiva Assicurare l’efficienza operativa di tutte le attrezzature: effettuare ispezioni manutentive e attività di manutenzione preventiva secondo un piano stabilito in precedenza. Stabilire e mantenere attivo un sistema di controllo qualità sui rifiuti in input all’impianto in accordo alla tipologia e quantità ottimali di rifiuti per la quale quest’ultimo è stato progettato. Assicurare lo stoccaggio dei rifiuti secondo quanto stabilito nell’analisi dei rischi al fine di minimizzare il rilascio di inquinanti. Fare riferimento alle specifiche dei contenitori di stoccaggio che devono garantire superfici idonee e sigillate con sistemi di drenaggio separati. (Vedi Tab. 4.4) Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Stabilire e mantenere attivo un sistema di tecniche e procedure per gestire il tempo di stoccaggio dei rifiuti, minimizzandolo, al fine di ridurre i rischi di rilasci di inquinanti nell’ambiente circostante, rischi di incendi e/o esplosioni. Esempio di MTD: gli RSU sono stoccati in strutture chiuse per un periodo che va dai 4 ai 10 gg prima del loro trattamento. Garantire un tempo minimo di stoccaggio per gli RSU è necessario per omogeneizzare tale tipologia di rifiuti al fine di evitare fluttuazioni nel processo di incenerimento. Minimizzazione degli odori e del rilascio di sostanze in atmosfera (“fugitive emissions”) da serbatoi e bunker di stoccaggio rifiuti, in particolare durante le attività di manutenzione dell’impianto di incenerimento tramite: Sistemi di controllo ed abbattimento degli odori: L’aria necessaria al processo di combustione dei rifiuti può essere fornita dai serbatoi di stoccaggio (v. Tab 4.5) Evitando il sovraccarico delle aree e/o sistemi di stoccaggio Tecniche di segregazione dei rifiuti in base all’analisi di rischio delle caratteristiche chimico/fisiche dei rifiuti. (v. Tab 4.6) Chiara etichettatura dei rifiuti per la loro identificazione e tracciabilità (secondo European Waste Catalog – Codici CER: Catalogo Europeo Rifiuti) Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Sviluppo di un piano per la prevenzione, protezione e controllo del rischio di incendio. Miscelazione o pretrattamento dei rifiuti (esempio blending di rifiuti solidi e liquidi) per aumentare il grado di omogeneità e rendere il processo di incenerimento più stabile, riducendo le emissioni in atmosfera. Rimozione di metalli ferrosi e non ferrosi riciclabili (es. Tramite magneti i ferrosi, tramite apposite macchine separatrici a nastro “Eddy current separators” i non ferrosi). La rimozione avviene dopo la fase di triturazione o dalle ceneri prodotte dopo l’incenerimento. Dotare le Sale Controllo di sistemi di monitoraggio visivo delle aree di stoccaggio e di carico dell’impianto di incenerimento. Dotare l’impianto di un sistema atto a prevenire un ingresso incontrollato di aria nella camera di combustione. Uso di modelli di simulazione per fornire informazioni relative ad impianti nuovi o esistenti riguardanti: L’ottimizazione della geometria di forni e caldaie L’ottimizzazione dell’immisione di aria nella camera di combustione L’ottimizzazione dell’immissione di reagente (ammoniaca, urea) dove si utilizzano sistemi di abbattimento NOx quali SCR (Fig. 4.7) o SNCR (Fig. 2.48) Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Al fine di minimizzare le emissioni in atmosfera ed i consumi rendere effettivo un piano di manutenzione preventiva e di minimizzazione delle fermate impianti (sia pianificate che non pianificate). Un impianto di incenerimento è più facile da controllare durante un processo continuo che nelle fasi di avvio o fermata. Filosofia del controllo: Rendere effettivo un sistema di controllo della combustione per ottimizzare le prestazioni delle camere di combustione identificando i criteri base e le tecnologie da utilizzare (es. tecnologie ad infrarossi, ultrasuoni, etc) Ottimizzazione e controllo delle condizioni di combustione tramite una combinazione di: (v. Tab. 4.12, Tab. 4.14) Controllo dell’aria (ossigeno) primaria e secondaria di combustione (corretto apporto di ossigeno per garantire una combustione completa – carenza di O2 -> CO, eccesso di O2 -> maggiori volumi di effluente gassoso e quindi maggiori costi per il trattamento) Controllo del livello e distribuzione della temperaura Controllo del tempo di residenza del gas di combustione Aumento della turbolenza del gas nelle seconda camera di combustione L’uso di altre tecnologie (ottimizzazione temperature, tempi di residenza e turbolenza) non previste in questo documento possono essere considerate come MTD se esse garantiscono un livello di prestazioni ambientali similari o migliori. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Preriscaldamento dell’aria primaria di combustione con calore recuperato nell’impianto in caso di incenerimento di rifiuti a basso potere calorifico e/o alto contenuto di umidità (riduzione del grado di umidità dei gas nella camera di combustione primaria, miglioramento dell’efficienza della combustione nella camera di combustione secondaria). In generale tale tecnologia non è applicabile nell’incenerimento di rifiuti pericolosi. Utilizzo di bruciatori addizionali nelle fasi di avviamento e fermata per mantenere i livelli di temperatura richiesti dal processo di combustione nei casi in cui vi siano rifiuti incombusti nella camera di combustione. Ciò assicura che il livello di emissioni sia ridotto eliminando le emissioni addizionali che invece si avrebbero in mancanza di bruciatori addizionali. L’uso combinato di sistemi di rimozione del calore (es. barriere d’acqua) o di isolamento nei forni garantiscono: Un adeguato contenimento del calore nel forno Il calore in eccesso venga trasferito alle fasi successive del processo di incenerimento Particolare attenzione deve essere posta nella progettazione dei forni che devono avere camere di combustione abbastanza grandi da garantire basse velocità e lunghi tempi di permanenza dei gas. Ciò si traduce in basse e stabili emissioni di CO e COV. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Quando è applicato il processo di gassificazione o pirolisi al fine di contenere le emissioni in aria si deve provvedere all’installazione di una successiva camera di combustione e di una sezione di recupero delle sostanze (solide, liquide o gassose) non combuste. Progettare le caldaie a recupero in maniera opportuna da garantire profili di temperature tali da limitare la formazione di fanghi e polveri che ostruiscano i fasci tubieri degli scambiatori compromettendo le prestazioni di scambio termico. L’ottimizzazione della sezione di recupero energia (e quindi la produzione di vapore e/o EE) associata all’impianto di incenerimento dipende anche dalla domanda di tali forme di energia (v. tab. 4.15) a sua volta funzione della natura del sito (clima, localizzazione, prezzo del vapore e dell’EE). Quando le condizioni locali lo permettono conviene installare sezioni di cogenerazione vapore/EE al fine di minimizzare la perdite energetiche: differenza tra l’energia in ingresso e quella (usabile) prodotta. Adottare tecniche che minimizzino le perdite di effluente gassoso ovvero calore che sfugge dall’impianto (v. tab. Riduzione perdite energetiche e tab. 4.16) Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Assicurare, ove possibile, contratti di fornitura a lungo termine dell’energia prodotta dal processo di incenerimento. La selezione del luogo ove realizzare una nuova installazione dipende da diversi fattori locali. La scelta di realizzare un impianto che produca solo EE deriva dalla mancanza di utilizzatori di energia termica (principalmente utenze industriali). Nel caso di coinceneritori bisogna progettare e costruire caldaie a recupero con materiali ad alto costo (l’incenerimento di rifiuti ad alto contenuto di clorati e solfati producono un effluente gassoso molto corrosivo e i parametri di processo temperatura-pressione devono essere di conseguenza contenuti). Esistono tecniche che permettono un ciclo combinato tra impianti di produzione di energia elettrica e inceneritore (v. fig. 4.4 e 4.5). Nel caso in cui EE sia generata, l’ottimizzazione dei parametri del vapore (temperatura – pressione) deve essere basata sulle seguenti considerazioni: Parametri alti del vapore aumentano la produzione di EE Parametri alti del vapore aumentano la corrosività dei gas per cui devono essere utilizzati materiali speciali per rivestimenti e tubazioni della caldaia. La scelta della turbina è funzione: Del regime di vapore richiesto e dell’ EE da produrre Alta efficienza elettrica Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Minimizzare la pressione di condensazione del vapore laddove è prioritaria la produzione di EE verso quella di vapore (massimizzazione del salto entalpico). Minimizzare il consumo di energia necessario (v. tab per inceneritori di RSU) al funzionamento di tutte le apparecchiature di un impianto di incenerimento (ventole, pompe, condensatori, SCR, sistemi di trattamento gas, etc) tramite: Non istallazione di apparecchiature non necessarie Utilizzando un approccio di ottimizzazione complessiva dei consumi e non della singola attrezzatura Utilizzo di scambiatori di calore (ad esempio prima delle unità SCR) Utilizzo dell’energia prodotta dall’inceneritore e non trasferita all’esterno al posto di combustibile primario Utilizzo di sistemi di controllo della frequenza per quelle apparecchiature rotative che operano a regimi di velocità variabili (es. ventole, pompe) Quando sono richiesti sistemi di raffreddamento essi devono essere scelti basandosi sulle condizioni climatiche locali e gli effetti incrociati (es. Torri di raffreddamento, sistemi di raffreddamento tramite scambiatori ad aria, etc). Utilizzazione di tecniche di pulizia on-line ed off-line per ridurre l’accumulo e il ristagno di sedimenti nelle caldaie. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Utilizzazione di sistemi di trattamento dell’effluente gassoso (FGT) secondo le MTD mostrate in tab. 5.2. Nel selezionare un impianto di trattamento dell’Effluente gassoso bisogna considerare: Fattori generali (v. slide) Potenziali impatti dovuti ai maggiori consumi energetici dell’impianto di FGT Interfacciamento dell’unità di FGT con l’impianto di incenerimento. Criteri di scelta tra sistemi FGT wet/ semi-wet/ e dry (v. tab. 5.3) Evitare l’uso di due Bag Filters in un’unica linea per via del considerevole aumento di EE richiesta dovuto alla caduta di pressione lungo le tubazioni del sistema FGT. Riduzione del consumo di reagente alcalino nei sistemi FGT tramite: Sistema di controllo e variazione della quantità di reagente Tempi di risposta veloci dei sistemi di monitoraggio on-line dei livelli di HCl e SO2 Ricircolazione dei reagenti attivi accumulatisi nei bag filters (attivi = reagenti che non hanno preso parte alla reazione di trattamento effluente gassoso corservando le proprietà chimico/fisiche) Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

L’installazione di abbattitori di NOx quali SCR o SNCR è considerata MTD quando sono richiesti riduzioni di grosse quantità di NOx. Non è economicamente conveniente installare unità S(N)CR per impianti che processano piccole quantità di RSU (< 6 ton di rifiuti/ora). (v. slide) Per la riduzione di Diossine (PCDD) e Furani (PCDF) bisogna prendere in considerazione i seguenti punti: Installare processi di combustione dei rifiuti e controllo della combustione specifici per il particolare tipo di rifiuto processato (caratteristiche fisico/chimiche del rifiuto) (v. slide Criteri Tecnici) Controllo ottimale del processo di combustione tramite: Pretrattamento dei rifiuti prima della combustione Utilizzo di tecniche che garantiscano alte prestazioni del processo di combustione Recupero dell’energia Evitare di utilizzare abbattitori di polveri in un range di temperature compreso tra 200÷400 °C. Abbattitori di polveri operanti a temperature superiori i 200 °C aumentano il rischio di formazione di PCDD/F. Utilizzo di tecniche speciali di adsorbimento (a carboni attivi, a letto fisso di coke, etc) Ispezionare su base regolare i gas scrubber, qualora installati, per verificare eventuale accumulo di PCDD/F e prevenire rilasci non controllati in caso di rottura dello scrubber. Maggior probabilità di accumulo di PCDD/F durante le fasi di arresto ed avvio dell’impianto di incenerimento. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

In caso i residui provenienti dalla sezione FGT vengano ribruciati, adeguate misure devono essere prese per evitare accumuli e ricircoli di Hg nell’impianto. Qualora “wet scrubber” siano installati al solo fine o come principale scopo di controllo delle emissioni di Hg utilizzare: Primi stadi di abbattimento a basso PH con l’aggiunta di specifici reagenti per la rimozione di Hg ionico (presente principalmente come composto ionico binario HgCl2) Iniezione di carboni attivi Filtri a carboni attivi o coke Qualora “semi-wet scrubber” o “dry scrubber” siano installati, l’uso di carboni attivi e/o altri reagenti chimici, immessi prima di bag filters, per l’adsorbimento di PCDD/F possono essere utilizzati anche per controllare le emissioni Hg se usati a dosi opportune (tali da garantire che le emissioni di Hg siano all’interno del range richiesto). Ottimizzare il ricircolo o riutilizzo delle “waste water” prodotte dall’impianto. Un esempio applicativo può essere il riutilizzo dell’acqua di drenaggio caldaie (drenaggio necessario per ridurre il livello dei solidi dissolti) usata come acqua di alimentazione scrubber (semi-dry e wet). In tal modo si riducono i consumi di acqua e i costi di trattamento delle acque di scarico dell’impianto. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Utilizzare un sistema separato per il drenaggio, trattamento e scarico delle acque pluviali che interessano il sito, includendo tra queste anche le acque accumulatesi sui tetti dei serbatoi. Queste acque, dipendentemente dalle caratteristiche del sito, possono richiedere piccoli o nessun trattamento. Inoltre separare questa tipologia di acque da quelle di scarico prodotte dall’impianto consente un miglior trattamento di queste ultime non subendo un processo di diluizione che comprometta l’efficacia del sistema di trattamento. Laddove sono utilizzati wet FGT: Installare sistema per trattamento chimico/fisico delle acque di scarico scrubber che garantiscano livelli di emissioni come da Tab. 5.4 Trattamento separato delle acque acide e alcaline provenienti dagli scrubber, qualora siano richiesti ulteriori riduzioni degli inquinanti di risulta (es. HCl, gypsum ) Ricircolo dell’acqua scaricata nel sistema di scrubber quanto maggiormente possibile prima di ogni trattamento (come misura di controllo della qualità dell’acqua si usa la conducibilità elettrica misurata in mS/cm) La predisposizione di serbatoi di stoccaggio/equalizzazione delle acque di scarico dagli scrubber per garantire un più stabile trattamento di tali acque rese omogenee. Utilizzo di solfuri o altri leganti per ridurre Hg o altri metalli pesanti dagli ultimi stadi del processo di trattamento acque. Quando un SNCR è usato insieme ad un wet scrubber il livello di ammoniaca nelle acque di scarico scrubber può essere abbassato con un sistema di strippaggio ammoniaca. L’ammoniaca così recuperata può nuovamente essere inviata in carica al sistema SNCR di riduzione NOx. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Utilizzo di tecniche combinate di incenerimento per ridurre il contenuto di composti organici (TOC < 3% - valori tipici 1% < TOC < 2%), in particolare: Utilizzo di diverse tipologie di forni (v. tab 4.7,4.8,4.9), conduzione dei forni e rata di carico dei rifiuti Utilizzo di forni progettati per mantenere all’interno della camera di combustione i rifiuti fintanto che siano completamente bruciati. Utilizzo di tecnologie per lo stoccaggio e ricombustione dei rifiuti parzialmente combusti e che sono passati attraverso le maglie delle griglie. Utilizzo di tecnologie per la miscelazione e pretrattamento dei rifiuti come visto alla precedente MTD 11, in accordo alla tipologia di rifiuto processabile dall’impianto. Ottimizzazione e controllo dei parametri della combustione compresa l’immissione di aria (ossigeno) così come dettagliato all MTD 18. Separazione delle ceneri di fondo da altri residui prodotti dal processo di trattamento dell’effluente gassoso FGT (ceneri = Sali+metalli pesanti+ composti organici) in maniera tale da evitare contaminazioni e permettere il recupero di tali prodotti con successivi trattamenti. É da intendere MTD la verifica e quantificazione del livello di contaminazione delle ceneri prodotte dalle caldaie per decidere se è possibile o meno miscelarle con le ceneri di fondo del processo di incenerimento. Inoltre bisogna fare queste verifiche per ogni singola tipologia di rifiuto. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Dove vi sono stadi (es. precipitatore elettrostatico – ESP) che permettono di separe le ceneri dall’effluente gassoso, tali ceneri devono essere analizzate per verificare il loro contenuto di inquinanti e quindi decidere se ribruciarle o esitarle all’esterno del processo. MTD per la ulteriore rimozione di metalli, ferrosi e non, dalle ceneri di fondo del processo di incenerimento (se economicamente praticabile) tramite magneti o “Eddy Current separator”. MTD per il trattamento delle ceneri, al fine di raggiungere i livelli di metalli e sali idonei ad un loro riprocesso o esitazione all’esterno Dry bottom ash treatment Wet bottom ash treatment Trattamenti termici Trattamenti meccanici (vagliatura, frantumazione) Utilizzo di tecniche di trattamendo dei residui della sezione FGT : Estrazione di componenti della miscela per cementi Vetrificazione e fusione per utilizzo in prodotti riciclati Trattamento dei residui ad alto contenuto di bicarbonato di sodio per produzione di soda o agglomeranti idraulici. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Le misure di riduzione del rumore sono del tutto simili a quelle implementate nel settore dell’industria pesante, da considerare anche le fasi di costruzione dell’impianto. In particolare, tra le fonti di rumore possiamo includere (v. tab 3.49): Autocarri per trasporto e scarico rifiuti Gru di movimentazione rifiuti Trattamenti meccanici dei rifiuti Ventole nelle sezioni di recupero gas esausti. Sezione torri di raffreddamento Turbo-generatori Implementare e rendere effettivo un sistema di gestione ambientale (EMS=Environmental Management System). La MTD per quanto riguarda una efficace gestione ambientale si può così sintetizzare: La prestazione ambientale dipende direttamente dall’insieme delle tecnologie utilizzate e dalla loro progettazione, realizzazione, manutenzione, operabilità e messa fuori esercizio. In Europa diverse organizzazioni hanno deciso di implementare su base volontaria o il sistema basato sulla EN ISO 14001:1996 o quello basato sulla certificazione EMAS (= Eco-Management and Audit Scheme). EMAS prevede come prerequisito la ISO ma pone maggiore enfasi negli aspetti legali, nelle prestazioni ambientali e nel coinvolgimento del personale. Inoltre, a diferenza della ISO per la quale basta una autocertificazione di politica ambientale, per la EMAS è necessaria una verifica esterna del sistema ambiente e della politica ambientale (v. slide EMS). Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

MTD specifiche per incenerimento RSU (57÷60)
Lo stoccaggio degli RSU deve avvenire in strutture con superfici sigillate e drenaggio convogliato in sistemi chiusi ed impermeabili ai liquami, ad eccezione di alcune tipologie ad esempio rifiuti di mobili. (v.Tab. 4.4) É possibile impilare gli RSU preventivamente sigillati con film plastici di forma cilindrica (1 m di altezza per 1 m di diametro). Effettuare pretrattamento degli RSU per omogeneizzarli, migliorandone le carattistiche di combustione, tramite: Miscelazione nei bunker di stoccaggio Frantumazione In generale forni a griglia ed a tamburo rotante richiedono un basso livello di pretrattamento, al contrario di quelli a letto fluidizzato. Utilizzare un sistema a griglia progettato in maniera tale da consentire un sufficiente raffreddamento delle griglie stesse. Tale raffreddamento, anche se progettato per il raffreddamento delle griglie, è altresì necessario per il controllo della combustione. Infatti un eccesso di aria innalza le temperature di combustione, aumenta l’effluente gassoso e quindi richiede un maggior grado di raffreddamento. Il raffreddamento può essere realizzato ad aria (incenerimento di RSU con calore specifico < 18 MJ/Kg), ad acqua o con altri liquidi (es. olio). Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

MTD specifiche per incenerimento RSU (61÷63)
Localizzare i nuovi impianti ove può essere realizzata la coproduzione di calore ed EE, tale da eccedere un export di energia termica di 1.9 MWh/tonne di RSU (v. tab 3.42), basandosi su di un potere calorifico medio prodotto dagli RSU in input all’impianto di 2.9 MWh/tonne (v. tab 2.11). Negli impianti ove l’esport di energia termica è inferiore a 1.9 MWh/tonne di RSU (basato in un potere calorifico medio di 2.9 MWh/tonne), garantire il più grande tra: Produzione di EE media annuale tra 0.4 – 0.65 MWh/tonne di RSU (basato su un potere calorifico di 2.9 MWh/tonne) (v. tab. 3.40) Generazione di almeno lo stesso ammontare di EE dai RSU pari al valore medio annuale di EE richiesta dall’impianto di incenerimento, includendo le facilities di pretrattamento e trattamento rifiuti. (v. tab. 3.48) L’EE media richiesta dall’impianto (escludendo il pretrattamento e il trattamento del residuo) dovrebbe essere inferiore a 0.15 MWh/tonne di RSU processato (basandosi su di un potere calorifico medio di 2.9 MWh/tonne di RSU). (v. tab e tecniche di risparmio EE). Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

MTD specifiche incenerimento RSU pretrattati/differenziati (64÷68)
Lo stoccaggio degli RSU deve avvenire in contenitori chiusi o strutture con superfici sigillate e drenaggio convogliato in sistemi chiusi ed impermeabili ai liquami. É possibile impilare gli RSU preventivamente sigillati con film plastici di forma cilindrica (1 m di altezza per 1 m di diametro). Negli impianti nuovi o esistenti garantire il più grande tra: Produzione di EE media annuale tra 0.6 – 1 MWh/tonne di RSU (basato su un potere calorifico di 4.2 MWh/tonne) Generazione di almeno lo stesso ammontare di EE dai RSU pari al valore medio annuale di EE richiesta dall’impianto di incenerimento, includendo le facilities di pretrattamento e trattamento rifiuti. Localizzare le nuove installazioni in maniera tale da: In aggiunta alla produzione di EE tra 0.6 – 1 MWh/tonne, il calore o il vapore generato dalla sezione di cogenerazione sia tale da garantire un esportazione di 0.5 – 1.25 MWh/tonne (basato su un potere calorifico di 4.2 MWh/tonne di RSU) Nel caso in cui non sia generata EE, garantire un livello di esportazione di energia termica pari a 3 MWh/tonne (basato su un potere calorifico di 4.2 MWh/tonne) L’EE media richiesta dall’impianto (escludendo il pretrattamento e il trattamento del residuo) dovrebbe essere inferiore a 0.2 MWh/tonne di RSU processato (basandosi su di un potere calorifico medio di 4.2 MWh/tonne di RSU). (v. tab e tecniche di risparmio energetico). Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

MTD specifiche incenerimento Rifiuti Pericolosi (69÷71)
In aggiunta ai controlli di cui alla MTD4, per i rifiuti pericolosi utilizzare uno specifico sistema di controllo basato su matrice di rischio per etichettare, campionare ed effettuare analisi di caratterizzazione al fine dello stoccaggio e trattamento di tali rifiuti. Procedure analitiche devono essere gestite da personale qualificato. Per tale tipologia di rifiuti è necessario determinare tramite analisi: Potere calorifico Flashpoint PCBs (= policlorobifenili) Alogeni (es. Cl, Br, F) e Zolfo Metallli pesanti Compatibilità e reattività con altri rifiuti Radioattività (se non già effettuato controllo all’ingresso impianto tramite rivelatori fissi – MTD4) La miscelazione ed il pretrattamento dei rifiuti pericolosi al fine di migliorare il loro grado di omogeneità deve avvenire considerando gli aspetti legati alla sicurezza. Ad esempio la triturazione deve avvenire in contenitori nei quali è stato realizzato un blanketing con un gas inerte per ridurre il rischio di incendio o di esplosione. Utilizzazione di sistemi di equalizzazione rifiuti solidi pericolosi prima di darli in carica all’impianto al fine di migliorare le caratteristiche di combustione ed ottener un effluente gassoso di composizione stabile e migliorare il controllo dei picchi di CO. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

MTD specifiche incenerimento Rifiuti Pericolosi (72÷75)
Immissione diretta nei forni rotativi di liquidi e sostanze gassose pericolose che richiedono tempi bassi di esposizione e alti rischi associati al rilascio nell’ambiente circostante. Utilizzo di camere di combustione progettate per contenere, agitare e trasportare i rifiuti, per esempio i forni rotativi, sia con che senza raffreddamento ad acqua. Il raffreddamento ad acqua è utile in situazione nelle quali: Il potere calorifico inferiore del rifiuto è alto (>15 – 17 GJ/tonne) Incenerimento in regime di alte temperature (> 1100 °C) (distruzione di rifiuti speciali) Implementare tecniche di risparmio energetico (v. slide tecniche di risparmio energetico) e raggiungere una richiesta media di EE elettrica annuale al di sotto di 0.3 – 0.5 MWh/tonne di rifiuto processato. Piccole installazioni si posizionano al limite superiore del precedente intervallo (risparmi di scala). Le condizioni climatiche del sito possono avere un impatto significativo in termini di consumi (richieste di energia termica). Inceneritori di rifiuti pericolosi di composizione chimico/fisica altamente variabile devono far uso di: Wet FGT per migliorare il controllo delle emissioni in aria (MTD37 per selezionare sistemi FGT) Utilizzo di tecniche particolari per la riduzione di emissioni di iodio e bromo, quando queste sostanze sono presenti nel rifiuto in concentrazioni apprezzabili (utilizzo di agenti chimici adsorbenti quali calce e bicarbonato di sodio o reagenti alcalini come il bisolfato di sodio). Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

MTD specifiche incenerimento Fanghi di Depurazione (76÷77)
In generale è considerata MTD l’utilizzo di tecnologia di incenerimento a letto fluidizzato per l’alta efficienza del processo di combustione e bassi volumi di effluenti gassosi. Ci può essere il rischio di tappamento del letto dipendentemente dalla composizione del fango. L’essiccamento dei fanghi, utilizzando preferibilmente il calore recuperato dall’incenerimento, deve essere spinto fino al punto che non sia necessario un apporto addizionale di combustibile a quello normalmente richiesto dall’installazione (dalla normale attività sono escluse le fasi di fermata, avvio o uso occasionale di combustibile addizionale per il mantenimento del profilo di temperature della camera di combustione). Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

MTD specifiche incenerimento Rifiuti Ospedalieri (78÷82)
Utilizzo di sistemi di trasporto e carico impianti non manuali. Ricezione e stoccaggio dei rifiuti ospedalieri in contenitori chiusi e resistenti alle perdite o al perforamento. Lavaggio dei contenitori che devono essere riutilizzati con un sistema di lavaggio appositamente progettato e se necessario prevedere la disinfezione. Dove è utilizzata la tecnologia di forni a griglie prevedere un sistema di raffreddamento ad aria che permetta la regolazione dell’apporto di aria primaria ma con lo scopo principale di controllo della combustione e non del raffreddamento delle griglie stesse. Il raffreddamento ad aria è applicabile per rifiuti con potere calorifico di ca 18 MJ/Kg. Per rifiuti con potere calorifico maggiore di 18 MJ/Kg è da preferire il raffreddamento ad acqua (o altri liquidi) al fine di prevenire la necessità di grandi apporti di aria per il controllo ottimale della combustione. Utilizzo di camere di combustione progettate per contenere, agitare e trasportare i rifiuti, per esempio i forni rotativi, sia con che senza raffreddamento ad acqua. Il raffreddamento ad acqua è utile in situazione nelle quali: Il potere calorifico inferiore del rifiuto è alto (>15 – 17 GJ/tonne) Incenerimento in regime di alte temperature (> 1100 °C) (distruzione di rifiuti speciali) Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Commissione Legislazione e Tutela Ambientale
Emissioni in aria Le emissioni in aria di un impianto di incenerimento sono principalmente influenzate da: Composizione chimico/fisica del rifiuto Progettazione e conduzione dei forni Progettazione e conduzione delle unità FGT Le emissioni di HCl, HF, SO2 e NOx dipendono principalmente dalla composizione chimico/fisica del rifiuto Le emissioni di CO e COV dipendono principalmente dai parametri operativi del forno e dal grado di eterogeneità del rifiuto. Le emissioni di NOx sono funzione anche del progetto e dei parametri operativi del forno. Le emissioni di particolato sono funzioni della performance dell’impianto FGT. Le emissioni di PCDD/PCDF dipendono dalla struttura del rifiuto, dalla temperatura e tempo di permanza del rifiuto nel forno e dalle condizioni operative dell’impianto di incenerimento. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Emissioni in aria Un impianto di incenerimento RSU produce generalmente volumi di effluente gassoso compresi tra 4500 ÷ 6000 m3 per ton di rifiuto 11% di O2). Gli impianti che inceneriscono rifiuti pericolosi producono volumi di effluente gassoso compresi tra 6500 ÷ m3 per ton di rifiuto 11% di O2). Il valore finale è funzione del contenuto energico del rifiuto. Gli impianti utilizzanti tecnologie di pirolisi o gassificazione producono minori volumi di effluente gassoso (tali tecnologie infatti più che recuperare energia recuperano prodotti chimici utilizzati in seguito come carica per altri processi chimici) Conoscenza della distribuzione degli elementi contenuti nel rifiuto durante le varie fasi del processo di incenerimento (v. Tab. 3.1 per un esempio di impianto incenerimento RSU con ESP – Tab. 3.2 metalli pesanti inceneritore rifiuti pericolosi). Le emissioni di metalli pesanti in aria sono trascurabili. La maggior parte è concentrata sotto forma di residui solidi. I fattori che influenzano la concentrazione di metalli pesanti sono: temperatura del forno, eccesso di ossigeno, contenuto di Cl e S, trasferimento di particelle fini nell’effluente gassoso. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Emissioni in aria Composizione dell’effluente gassoso dopo il Boiler e prima del trattamento alla sezione FGT Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Emissioni in aria Monossido di Carbonio – CO Total Organic Carbon – TOC HCl HF HI, I, HBr, Br Ossidi di Zolfo Ossidi di Azoto Polveri Anidride Carbonica Mercurio Cadmio e Tallio Altri metalli pesanti Bifenile policlorato (PCB) Diossine e Furani (PCDD/F) Ammoniaca Metano  Clicca su una sostanza per maggiori dettagli Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Sostanze emesse in aria (Tab. 3.8)
Livelli di emissione di alcuni impianti europei di incenerimento RSU Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Sostanze emesse in aria (Tab. 3.20)
Livelli di emissione di alcuni impianti europei di incenerimento rifiuti pericolosi Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Considerazioni Finali
W W W Designed ell Maintened Operated Gap Analysis Costi di incenerimento RSU di un impianto sito in Italia basati sulle seguenti assunzioni (v. Tab. 10.4): Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Sostanze emesse in aria (CO, TOC)
Il monossido di carbonio è un gas inodore. Il CO dell’effluente gassoso è il prodotto della combustione incompleta di rifiuti che contengono carbonio. Le cause della produzione di CO sono insufficiente ossigeno o alta temperatura per permettere la completa ossidazione verso CO2. Un monitoraggio continuo del CO dovrebbe essere implementato anche per controllare l’efficenza del processo di incenerimento: infatti il CO è la misura della qualità della combustione, bassi livelli di CO significano alta qualità del brucio dei rifiuti e bassa produzione di emissioni di TOC. Alte concentrazioni di CO abbassano il limite inferiore di esplosività dell’effluente gassoso. La media giornaliera di emissioni di CO dovrebbe essere inferiore a 50 mg/Nm3. TOC Il contenuto totale di carbonio include una varietà di sostanze organiche gassose la cui singola determinazione è generalmente complessa o non possibile. Il suo valore dipende dal grado di completezza delle svariate reazioni chimiche che avvengono durante il processo di incenerimento. Il TOC può essere misurato in continuo ed il suo valore è un indice della bontà del processo di incenerimento. Il range di valori misurati varia tra 0.1 ÷ 10 mg/Nm3. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Sostanze emesse in aria (HCL, HF, HI, I, HBr, Br )
Svariate tipologie di rifiuti contengono composti organici clorati. Tipicamente negli RSU il 50 % ca del cloro proviene dal PVC. Durante il processo di incenerimento i componenti organici di tali rifiuti sono distrutti ed il cloro è convertito in acido cloridrico, di cui parte può successivamente reagire con i cloruri di metallo o composti inorganici presenti nei rifiuti. L’HCl è altamente solubile in acqua e ha impatti sulla crescita delle piante. Esso è misurato in continuo è varia tra 0.1 ÷ 10 mg/Nm3. HF Il meccanismo di formazione dell’Acido Fluoridrico corrisponde a quello di formazione del HCL. La sorgente principale di formazione di HF sono plastiche e tessuti fluorati e, come caso particolare, la decomposizione di CaF2 (Fluoruro di Calcio) durante l’incenerimento di fanghi di depurazione. Deve essere misurato in continuo è varia tra 0.1 ÷ 1 mg/Nm3. HI, I, HBr, Br Gli RSU e i rifiuti pericolosi generalmente contengono piccole quantità di composti di Iodio e Bromo (acido iodidrico, acido bromidrico). Per tal motivo le emissioni di bromo e iodio elementari sono di minore importanza riguardo l’incenerimento di RSU e rifiuti pericolosi. Bromo e Iodio aiutano il processo di ossidazione di Hg, diminuendo le emissioni di Hg stesso e migliorando la capacità di ritenzione di tale metallo da parte dei wet scrubbers. La presenza di bromo e cloro colora i pennacchi delle ciminiere. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Sostanze emesse in aria (Ossidi di Zolfo e di Azoto)
Se il rifiuto contiene composti di zolfo, sarà creato principalmente SO2. Sotto opportune condizioni sarà possibile la creazione di SO3. Per gli RSU la porzione di SO3 creato sara pari al 5% dell’effluente gassoso in input all’unità FGT. Sorgenti di zolfo comuni sono: carte, gessi decorativi (solfati di calcio) e fanghi di depurazione. Il biossido di zolfo innalza il livillo di acidità dell’effluente gassoso e deve essere misurato in continuo. Varia tra 1 ÷ 50 mg/Nm3 11% O2). Ossidi di Azoto Vari tipi di Ossido di Azoto (NOx) sono emessi da un impianto di incenerimento. Questi possono avere effetti tossici, aumentare il grado di acidità dell’effluente gassoso o aumentare il riscaldamento globale dipendentemente dal tipo di ossido. In ogni caso devono essere misurati in continuo. L’NO e l’NO2 (NOx termici) emessi da un impianto di incenerimento sono originati dall’Azoto contenuto nei rifiuti e da quello contenuto nell’ aria durante il processo di combustione. La produzione di NOx termici nell’incenerimento di RSU è molto bassa quando le temperature di post-combutione sono basse. All’aumentare di tali temperature e dell’apporto di aria secondaria la produzione di NOx termici aumenta di conseguenza (per esempio sopra i 1400 °C). Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Sostanze emesse in aria (Ossidi di Azoto - cont)
Il meccanismo di formazione di NOx termici dall’azoto contenuto nei rifiuti è molto complicato, anche perchè l’azoto può trovarsi sotto diverse forme nel rifiuto e quindi, dipendentemente dalle condizioni al contorno, può reagire sia con NOx che con azoto allo stato elementare. Normalmente reagisce il 10÷20% dell’azoto contenuto nel rifiuto e la proporzione di NO/NO2 nei gas emessi al camino è di ca il 95% di NO e 5% NO2. Una grande influenza alla formazione di ossidi di azoto è data anche da grandi concentrazioni di Cl e S, contenuto di ossigeno ed alte temperature. Gli impianti di tecnologia moderna hanno un range di emissioni di NOx compreso tra 30 e 200 mg/Nm3 (media 11% di O2) in accordo al limite medio giornaliero imposto dalla Direttiva 2000/76/EC. Le emissioni N2O (protossido di azoto) non sono normalmente misurate come parte di emissioni di NOx. N2O può essere emesso se le temperature nel processo di combustione sono inferiori a 850 °C e la concentrazione di ossigeno è insufficiente. Le emissioni di N2O sono spesso correlate con quelle di CO. Le concentarzioni di N2O possono aumentare quando sono utilizzate alte dosi di reagente (in particolare urea al posto di ammoniaca) in unità SNCR per il de-NOx. In questo caso sono state misurate concentrazioni di N2O tra il 20 ÷ 60 mg/Nm3. Le emissioni di N2O hanno impatto sul fenomeno del riscaldamento globale. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Sostanze emesse in aria (Polveri, CO2)
Le emissioni di polveri prodotte da un impianto di incenerimento consistono principalmente in quelle trattenute nell’effluente gassoso. Le apparecchiature di separazione polveri rimuovono la maggior parte delle polveri e composti organici ed inorganici contenuti nell’effluente gassoso (es. Cloruri di metallo, Diossine, Furani, etc). Le attrezzature di filtrazione riducono le emissioni di particolato in aria ma spostano la composizione delle polveri verso particelle fini, essendo i sistemi di abbattimento polveri maggiormente efficaci verso le particelle più grandi. Le polveri vengono normalmente misurate in continuo con valori compresi tra 0.05 e 15 mg/Nm3 STP, 11% O2). Anidride Carbonica Bruciando una tonnellata di RSU si ha una produzione di 0.7 ÷ 1.7 tonnellate di CO2. Questa CO2 è rilasciata direttamente in atmosfera e, come risultato, tale porzione rilevante contribuisce al “greenhouse effect”. Poichè i rifiuti solidi urbani sono un miscuglio di biomasse e materiali fossili (polimeri, plastica), la porzione di CO2 generata incenerendo la parte di origine fossile, da considerare quindi rilevante ai fini del cambiamento climatico globale, generalmente varia tra il 33 e 50 %. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Sostanze emesse in aria (Hg e composti)
Mercurio e suoi composti Il Mercurio si può trovare nei rifiuti urbani sotto forma di batterie, termometri, amalgami dentali, tubi fluorescenti e interruttori al mercurio. La raccolta differenziata potrebbe aiutare a ridurre il contenuto di mercurio del 100% ma ciò non avviene in pratica. Il mercurio è un metallo altamente tossico. Senza nessun sistema di controllo e di abbattimento, l’incenerimento di rifiuti contenti mercurio da origine a emissioni significative di tale inquinante. Il contenuto di mercurio deve essere misurato in continuo ed ha valori compresi tra e 0.05 mg/Nm3 STP, 11% O2). Alcuni rifiuti pericolosi come catrame da impianti di coking, fanghi da raffinerie, scarti chimici contengono mercurio e devono essere opportunamente trattati. Il mercurio è contenuto nell’effluente gassoso sotto forma di Hg metallico (es. fanghi di depurazione con sviluppo gas a basso contenuto di HCl) o HgCl2 (cloruro di mercurio) in presenza di alte concentrazioni di HCl. La separazione del mercurio dall’effluente gassoso avviene più facilmente quando si trova sotto forma di composto di Cl. Infatti Il mercurio è praticamente insolubile in acqua ( 59 μg/l a 25 °C) a differenza del cloruro di mercurio (73 g/l a 25°C). Tuttavia la rimozione di HgCl2 avviene con modalità differenti della rimozione di SO2, per tale motivo esistono wet scrubber a diversi stadi. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Sostanze emesse in aria (Cd, Tl, Metalli pesanti, PCB)
Cadmio e Tallio Sorgenti di cadmio e tallio negli RSU sono solitamente apparecchiature elettriche (includenti accumulatori), batterie, alcuni tipi di pitture e plastiche al cadmio stabilizzato. In pratica il tallio non è presente nei RSU mentre è presente, in aggiunta al Cd, nei rifiuti pericolosi (es. scarti provenienti dalla placcatura e trattamento dei metalli). Il Cadmio è altamente tossico è si accumula nel suolo. Il range di emissioni è compreso tra e 0.2 mg/Nm3 STP, 11% O2). Altri metalli pesanti Con questo termine si intendono i metalli pesanti quali antimonio, arsenico, piombo, cromo, cobalto, rame, manganese, nickel, vanadio, stagno e suoi composti. Normative Europee e nazionali raggruppano tali tipi di inquinanti in un unico gruppo. Alcuni componenti come arsenico e cromo sono cancerogeni mentre altri sono potenzialmente tossici. Il contenimento di tali metalli dipende principalmente dalla tipologia di sistemi di separazione delle polveri e dalla pressione di vapore del componente. Bifenile policlorato (PCB) Basse quantità di PCB sono state trovate nei RSU ed in qualche rifiuto industriale. Alte concentrazioni di PCB provengono da raccolte di rifiuti a seguito di speciali programmi di distruzione di tali inquinanti Contenuti alti di PCB si possono trovare nei rifiuti pericolisi. Le temperature di incenerimento devono essere attorno ai 1200 °C per distruggere in maniera più efficace tale tipologia di inquinanti. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Sostanze emesse in aria (PCDD/F)
Policloro dibenzo diossine e furani (PCDD/F) Diossine e Furani (PCDD/F) appartengono ad un gruppo di composti, alcuni dei quali estremamente tossici, sono considerati cancerogeni. Diossine e furani hanno avuto un ruolo importante nel dibattito riguardante l’incenerimento dei rifiuti per parecchi anni. La loro produzione e successivo rilascio non è specifico dell’incenerimento dei rifiuti ma avviene in tutti i processi termici sotto certe condizioni. Negli ultimi anni sono stati raggiunti significativi progressi nel controllo delle emissioni di PCDD/F durante il processo di incenerimento. In particolare miglioramenti nella progettazione e conduzione dei sistemi di trattamento dell’effluente gassoso hanno permesso di ottenere in maniera affidabile bassi livelli di emissione di tali inquinanti. Rapporti nazionali sulle emissioni confermano che, rispettata la Direttiva 2000/76/EC, l’incenerimento dei rifiuti rappresenta un basso contributore di tutte le emissioni in aria di diossina e furani Diossine e furani che si trovano nell’effluente gassoso sono il risultato di una reazione di ricombinazione del carbonio, ossigeno e cloro. Sostanze come i clorofenoli possono inoltre reagire per dare origine a diossine e furani. Nella formazione di tali sostanze giocano un ruolo importante anche alcuni metalli di transizione (es. rame) che agiscono come catalizzatori. Torna alla slide precedente Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Sostanze emesse in aria (NH3, CH4 )
Ammoniaca L’ammoniaca ha un impatto significativo negli equilibri di crescita dell’ecosistema e nell’aumento dell’acidificazione ambientale. Le emissioni di ammoniaca possono provenire da un sovradosaggio o carente sistema di controllo dei reagenti per la riduzione di NOx in impianti quali gli S(N)CR Le emissioni hanno generalmente dei valori compresi tra 1 e 10 mg/Nm3, con un valore medio pari a 4 mg di NH3/Nm3. Metano CH4 Si può assumere che, se la combustione avviene sotto condizioni di ossidazione, i livelli di metano nell’effluente gassoso sono praticamente nulli. Il metano è misurato come parte dei COV. Il metano può altresì formarsi nei bunker di stoccaggio rifiuti in presenza di bassi livelli di ossigeno e successivi processi di trasformazione anaerobica. Comunque questo è il caso di rifiuti stoccati per lunghi periodi e non agitati opportunamente. Tuttavia se i gas generatisi nelle aree di stoccaggio vengono immessi nella camera di combustione insieme all’aria primaria essi verranno inceneriti ed il livello di emissione sarà ridotto a livelli trascurabili. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Sostanze emesse in acqua (acque da FGT: volumi )
L’acqua negli inceneritori è utilizzata per vari scopi. I produttori di acque di scarto sono i sistemi di trattamento “wet flue-gas” in quanto normalmente non producono acque di scarto i sistemi “semi-wet” o “dry”. In alcuni casi tali acque sono evaporate ed in altri sono ulteriormente trattate e scaricate. La tabella seguente mostra quantità tipiche di acque di lavaggio provenienti dai sistemi di trattamento effluente gassoso: In alcuni inceneritori le waste water provenienti da sistemi di trattamento gas wet sono evaporate usando spray dryer. Ciò elimina la necessità di rilasci di acqua dal processo. In alcuni casi, prima di alimentare gli spray dryer, le acque subiscono un pretrattamento in unità ETP (Effluent Treatment Plant). Tale trattamento permette di rimuovere Hg dal sistema e di recuperare NaCl per possibili usi industriali. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Sostanze emesse in acqua (altre sorgenti )
Le acque di scarto, oltre che dalle unità wet FGT provengono anche da altre apparecchiature e sono influnzate dalle condizioni climatiche locali (livelli di precipitazione). Dipendentemente dalla progettazione dell’impianto di incenerimento, la seguente tabella mostra i contributi alle acque di scarico di alcune apparecchiature: Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Sostanze emesse in acqua (inquinanti prima del trattamento)
Il trattamento delle waste water provenienti dai sistemi FGT degli inceneritori è un processo fondamentalmente simile a quello del trattamento delle waste water degli impianti industriali. Le acque di scarto provenienti dagli impianti di incenerimento RSU contengono principalmente le seguenti sostanze, che richiedono trattamento: Metalli pesanti, che includono Hg Sali inorganici (cloruri, solfati,etc) Composti organici (fenoli, PCDD/PCDF) La seguente tabella mostra livelli di contaminazione tipici di acque provenienti da sistemi FGT per RSU e rifiuti pericolosi prima del loro trattamento. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Sostanze emesse in acqua (inquinanti dopo il trattamento)
La seguente tabella mostra livelli di contaminazione tipici di acque provenienti da sistemi FGT per RSU prima e dopo il loro trattamento. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Inquinanti solidi (introduzione)
Residui solidi tipici provenienti da un impianto di incenerimento RSU I residui solidi generalmente provengono da: Ceneri o scorie di fondo  principalmente dalle frazioni incombuste del rifiuto Ceneri dalle caldaie  Sono le ceneri che si accumulano e vengono rimosse dalle caldaie Ceneri sospese  La parte leggera delle ceneri che viaggia con il flue-gas e viene rimossa dalle apparecchiature FGT Residui accumulati nei sistemi di controllo degli inquinanti asserviti alle attrezzature FGT Residui provenienti dal trattamento delle waste water La produzione ed il contenuto di tali residui solidi è influenzato da: Contenuto e composizione del rifiuto Progetto e conduzione dei forni, es. Impianti di pirolisi volutamente producono coke al posto di cenere, forni ad alta temperatura sinterizzano o vetrificano le ceneri, volatizzandone alcune frazioni. Progetto e conduzione dei sistemi di trattamento effluente gassoso, ad esempio alcuni sistemi separano le polveri dai residui chimici, i wet scrubber producono waste water da trattare successivamente per estrarre residui solidi. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Inquinanti solidi (inceneritori di RSU)
La tavola seguente mostra il contenuto di PCDD/F nei residui prodotti da inceneritori di RSU. La normativa europea degli inceneritori (Direttiva 2000/76/EC) prescrive che, per quanto riguarda scarti e ceneri di fondo, il contenuto in TOC deve essere ≤3% in peso. Moderni e ben operati inceneritori di RSU raggiungono livelli di TOC nelle ceneri di fondo inferiori all’1% in peso. Concentrazioni tipiche di composti organici in varie tipologie di residui solidi sono mostrati nella tavola seguente. La determinazione dei TOC è stata condotta in accordo con lo standard EN (che individua anche il carbonio elementare come TOC). Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Inquinanti solidi (inceneritori di RSU - cont)
La seguente tabella mostra i valori di lisciviazione delle ceneri di fondo dopo trattamento meccanico per impianti RSU. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Inquinanti solidi (inceneritori rifiuti pericolosi)
I residui provenienti dall’incenerimento di rifiuti pericolsi non sono sostanzialmente differenti da quelli generati dall’incenerimento di RSU. Le differenze sono di tipo quantitativo essendo in generale il contenuto in metalli pesanti superiore nei rifiuti pericolisi rispetto ai RSU. Tale distribuzione dipende anche dai regimi di temperature più alti utilizzati nell’incenerimento di rifiuti pericolosi. Le tabelle seguenti mostrano le quantità dei redidui ed i prodotti dei test di lisciviazione di tali residui. I valori in mg/kg si ottengono moltiplicando i mg/l per 10. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Inquinanti solidi (inceneritori fanghi di depurazione e rifiuti clinici) Fanghi di depurazione La struttura chimica dei fanghi di depurazione è influenzata in maniera considerevole dalle condizioni climatiche ed in particolare dal regime di precipitazioni metereologiche. In situazioni di alta piovosità, grandi quantità di argilla e sabbia fine si mescolano ai fanghi risultando aumentato il contenuto in silicati. I fanghi provenienti da aree con un grande numero di industrie pesanti risultano avere concentrazioni più alte di metalli pesanti rispetto ai fanghi provenienti da aree rurali con piccole industrie. Altro fattore è la tipologia di trattamento utilizzato per purificare le waste water. Rifiuti Clinici Un incenerimento totale è richiesto per assicurare la distruzione di agenti infettivi. La presenza di isotopi radiattivi necessità di ulteriori considerazioni riguardo il loro riciclo o smaltimento. La presenza di aghi sottocutanei o altri materiali taglienti causa ulteriori rischi per il loro trasporto. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Diossine e Furani (Composti Organici Clorurati)
Fanno parte della famiglia dei composti organici nei quali esiste almeno un legame carbonio-cloro. Le classi più importanti come inquinanti sono: I cloruri alchilici I cloruri vinilici I cloruri arilici Presentano un legame semplice fra un carbonio ibridato sp3 e l’atomo di cloro Presentano un legame semplice fra un carbonio vinilico ibridato sp2 e l’atomo di cloro Presentano un legame semplice fra un carbonio arilico ibridato sp2 e l’atomo di cloro Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Diossine e Furani (Principali caratteristiche chimico-fisiche)
A causa della presenza degli atomi di cloro, gli alogenuri alchilici hanno peso molecolare superiore rispetto a quello dei corrispondenti composti non clorurati. I composti policlorurati sono più densi dell’acqua. Il legame carbonio-cloro è polare a causa della maggiore elettronegatività dell’atomo di cloro rispetto a quello di carbonio. Gli alogenuri alchilici sono molto poco solubili in acqua. Sono, invece, solubili nei tipici solventi organici a bassa polarità come benzene, etere o ligroina. Sono buoni solventi per i composti a bassa polarità e non possono solvatare in modo apprezzabile ioni liberi, ossia non possono portare in soluzione sali inorganici. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Diossine e Furani (Presenza dei composti clorooragnici nell’ambiente)
I composti cloroorganici, sia alchilici che alchenilici ed arilici, hanno un enorme numero di impieghi tecnologici in vari campi, sia come intermedi per la preparazione di molecole organiche più complesse sia come prodotti finiti. Molti di essi si generano come sottoprodotti in processi di produzione di altre sostanze o dalla combustione di materiali organici in presenza di cloro o di specie chimiche che lo contengono. L’ampia varietà di impieghi, unitamente alla stabilità ed alla persistenza di questi composti, ne spiega la loro diffusione ambientale pressochè ubiquitaria. Molti di essi, a causa della loro documentata tossicità, vengono oggi inclusi tra le classi di inquinanti di maggiore importanza. Le principali problematiche ambientali connesse con l’impiego dei composti organici clorurati sono legate ai seguenti fattori: Elevata stabilità chimica, dunque tendenza ad accumularsi nell’ambiente. Elevata liposolubilità e bassa solubilità in acqua, con conseguente tendenza ad accumularsi nei tessuti di vari organismi. Tossicità cronica e cancerogenicità documentata, in grado variabile, per molti degli inquinanti organoclorurati. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Diossine Con il generico nome di diossine ci si riferisce ad una classe di inquinanti organoclorurati la cui struttura è costituita da due anelli benzenici uniti fra loro da due atomi di ossigeno e con uno o più atomi di cloro legati agli anelli aromatici. La dibenzo-p-diossina sostituita con quattro atomi di cloro nelle posizioni 2,3,7,8 viene denominata 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-diossina, (2,3,7,8-TCDD). A questo composto ci si riferisce con il nome abbreviato “diossina” In chimica organica il nome comune 1,4-diossina o para-diossina è attribuito ad un semplice composto eterociclico esaatomico contenente due atomi di ossigeno. Dibenzo-p-diossina è il nome comune che si attribuisce al composto policiclico in cui la paradiossina è condensata con due anelli benzenici. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Diossine (cont) Esistono 75 differenti composti clorurati della dibenzo-p-diossina, dovuti alla possibilità di sostituire le posizioni 1-4 e 6-9 della dibenzo-p-diossina con un numero di atomi di cloro variabile da uno ad otto ed alla esistenza di isomeri di posizione per la maggior parte dei risultanti otto cloroderivati. Sostanze differenti solo per il numero e la posizione del medesimo sostituente vengono definiti congeneri. Questi 75 composti differiscono per diffusione ambientale e per tossicità. Tra i più diffusi e i più tossici, vi è la 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-diossina alla quale, proprio per questo motivo, ci si riferisce con il generico nome di “diossina”. Struttura e caratteristiche chimico-fisiche Le diossine presentano una struttura molecolare completamente planare. Come la maggior parte degli altri inquinanti organici policlorurati, le diossine sono caratterizzate da bassa solubilità in acqua ed elevata lipofilicità. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Origine delle diossine nell’ambiente
Vari processi causano la produzione di diossine. I principali sono elencati di seguito: Processo industriale per la produzione degli erbicidi acidi clorofenossi acetici e propionici. Combustione di legni trattati con policlorofenoli. Combustione di materiale organico in presenza di cloro e combustione di composti organici o polimerici clorurati, quando le temperature di fiamma non siano sufficientemente elevate da consentire una combustione completa. Processo di sbiancamento della pasta di legno con il cloro per produrre la carta Di conseguenza vi sono numerose fonti di immissione di diossine nell’ambiente: Come contaminanti degli erbicidi, soprattutto il 2,4,5-T Scarichi delle cartiere Inceneritori Alcuni incidenti o eventi occasionali hanno, in passato, immeso grandi quantità di diossina in alcune località: Durante la guerra del Vietnam è stato utilizzato come defoliante una miscela di 1:1 di 2,4-D e 2,4,5-T detta “Agent Orange” che conteneva elevato livello di contaminazione di diossina (10 ppm). Attualmente è possibile controllare la percentuale di diossina nel processo di produzione del 2,4,5-T a 0.1ppm. Nel 1976 a Seveso, in Italia, in seguito alla esplosione avvenuta presso uno stabilimento Givaudan-La Roche-Icmesa in cui si produceva 2,4,5-triclorofenolo dal tetraclorobenzene per reazione con NaOH, una notevole quantità di diossina (dell’ordine dei Kg) si liberò a causa di una esplosione contaminando l’ambiente circostante. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Policlorodibenzofurani (PCDF)
Con il generico nome di policlorodibenzofurani (PCDF) ci si riferisce ad una classe di inquinanti organoclorurati la cui struttura è costituita da due anelli benzenici condensati ad un anello furanico recanti uno o più atomi di cloro legati agli anelli aromatici Esistono 135 dibenzofurani clorurati congeneri. La numerazione degli atomi del sistema dibenzofuranico è riportata nella figura. La struttura molecolare del dibenzofurano e dei suoi derivati è planare. Le caratteristiche chimico-fisiche sono simili a quelle delle diossine. La maggior parte dei benzofurani presenti nell’ambiente possiede un numero di atomi di cloro da 4 a 6. Come le diossine, anche i benzofurani clorurati vengono prodotti in piccole quantità in processi quali lo sbiancamento della pasta del legno e l’incenerimento dei rifiuti. Tutti i PCB sono contaminati da dibenzofurani in concentrazione dell’ordine dei ppb. In presenza di ossigeno e ad elevate temperature, tuttavia, le quantità di PCDF possono aumentare notevolmente. I PCDF possono prodursi anche in processi di incenerimento dei PCB a temperature non adeguatamente elevate. Il furano è un composto eterociclico pentaatomico aromatico caratterizzato dalla presenza di un atomo di ossigeno. Nel dibenzofurano l’anello furanico è condensato con due anelli benzenici. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

B/up Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Diossine e Furani (Reattività - 1)
I cloruri alchilici danno le seguenti principali reazioni: SOSTITUZIONE NUCLEOFILA ALIFATICA, in presenza di nucleofili I nucleofili possono essere: acqua, OH-, NH3 o ammine, I- , Br- I cloruri alchilici si convertono così in: alcoli ammine bromuri o ioduri alchilici ELIMINAZIONE AD OLEFINE, in presenza di basi Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

I cloruri vinilici ed arilici sono meno reattivi dei cloruri alchilici in reazioni di sostituzione nucleofila ed eliminazione poichè il legame C-Cl è più forte quando il carbonio ha una ibridazione sp2 Il C sp2 forma con il Cl dei legami più corti e più forti rispetto a quelli formati dal C sp3 poichè gli orbitali sp2 hanno maggiore carattere s degli sp3 e, pertanto, trattengono gli elettroni più vicini al nucleo. Le seguenti formule di risonanza, valide sia per i cloruri vinilici che arilici, possono anch’esse spiegare la maggiore forza del legame C-Cl in questi composti rispetto a quello dei cloruri alchilici. La risonanza spiega anche la minore polarità del legame C-Cl nei cloruri vinilici ed arilici rispetto agli alchilici. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

In condizioni molto drastiche, ossia ad elevate temperature e pressione, i cloruri arilici danno reazioni di sostituzione nucleofila aromatica. Le stesse reazioni avvengono in condizioni meno drastiche se sull’anello aromatico sono presenti, nelle posizioni orto e para, gruppi elettron-attrattori quali, ad esempio, nitrogruppi o cianogruppi. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Produzione industriale del 2,4,5-T: la formazione della diossina
Il processo industriale per la produzione di acidi fenossiacetici può essere schematizzato in due passaggi: a Durante la reazione di produzione del 2,4,5-triclorofenolo una reazione collaterale di sostituzione nucleofila aromatica produce la diossina: Produzione del 2,4,5-triclorofenolo per sostituzione nucleofila aromatica del 1,2,4,5-tetracloro benzene con idrossido di sodio. Produzione del 2,4,5-T per sostituzione nucleofila alifatica del 2,4,5-tricloro fenossido sull’acido 2-cloroacetico salificato. La reazione collaterale può essere controllata attraverso un bilanciamento della temperatura e della concentrazione del fenossido, fino a ridurre la contaminazione del 2,4,5-T a circa 0.1 ppm di diossina Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Generazione di altre diossine
Ottaclorodibenzo-p-diossina dal pentaclorofenolo Il pentaclorofenolo è un conservante del legno. La combustione del legno trattato con questa sostanza può produrre la ottaclorodiossina per eliminazione di HCl, secondo il processo schematizzato di seguito: Schema generale della produzione di policloro-p-dibenzodiossina Tutte le diossine policlorurate possono considerarsi generate formalmente da processi di eliminazione di HCl a partire da policlorofenoli precursori. Di seguito è riportato un esempio: Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Generazione di policlorodibenzofurani
I dibenzofurani clorurati si generano a partire dai policlorodifenili (PCB) per riscaldamento in presenza di ossigeno a seguito della perdita di una molecola di cloro o di acido cloridrico Il seguente esempio illustra la formazione di due dibenzofurani clorurati a partire dallo stesso PCB La possibilità di rotazione attorno al legame semplice C-C tra i due anelli benzenici rende possibile la formazione di due benzofurani clorurati a partire dallo stesso PCB. In alcuni casi, la previsione del prodotto è complicata dalla possibilità di trasposizioni degli atomi di cloro. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Schema Inceneritore RSU: Dettagli
Fly ashes Separatore grosse particelle Boiler (Steam/EE Generator) Fabric (Tissue) Filters (Bag Filters) Sezione rimozione polveri Aria secondaria Wet Scrubber (tre stadi) Residui SNCR-DeNOx Waste Waters Zona Incenerimento Spray Scrubber Bottom Alimentazione a caduta ( FGT ) Aria primaria Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Semi-wet systems: Spray Scrubber
Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Schema Inceneritore RSU con DeNox SCR
SCR-DeNOx Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Tab. 4.7 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Tab & 4.14 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

S(N)CR - DeNox Units Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Riduzione perdite energetiche

Fig. 4.4 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Fig. 4.5 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Fattori generali impianto FGT

Criteri Tecnici Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Environmental Management System

Tab & 2.11 Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Tab & 3.48 Plef = Plant efficiency potential Se Plef > 1 l’impianto esporta più EE guadagnata dai rifiuti rispetto a quella richiesta dal processo di incenerimento. Se Plef < 1 l’impianto utilizza più energia EE di quella recuperata dall’incenerimento dei rifiuti. Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Tab. 3.47 e tecniche di risparmio energetico

Tecnologia installata/da installare
Gap Analysis Tecnologia installata/da installare MTD Gap K€ Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Tab. 10.4 Impianto Incenerimento RSU Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Impatti sul cambiamento climatico

Miscellanea Impianti manutenzionati con regolarità e condotti in maniera corretta I costi presentati sono una stima approssimata che non tiene conto di tasse, canoni e specificità delle installazioni. Studi correnti e moderne prestazioni in termini di emissioni suggeriscono che l’impatto delle emissioni in aria deglim impianti di incenerimento sono trascurabili o non rilevabili (64, TWGComments, 2003) HW= Hazardous Waste (Rifiuti pericolosi – RSA-Rifiuti Speciali assimilabili) MSW=Municipal Solid Waste (RSU) Prestazione di un impianto di incenerimento: Distruzione del rifiuto, produzione di energia, livelli di emissione) RDF = Refuse Derived Fuel – Combustibile Derivato dai Rifiuti (CDR) FGT = Flue Gas Treatment CHP = Combined Heat and Power S(N)CR= Selective (Non-)Catalytic Reduction NCV = Net (or Lower) Calorific Value (Potere Calorifico inferiore [MJ/Kg]) (LHV = Lower Heating Value) TOC = Total Organic Carbon TEQ = Toxicity Equivalent (=TEF*%wt – TEF Toxic Equivalency factor) Gas Scrubber = Lavatore di gas ETP = Effluent Treatment Plant Direttiva IPPC = Integrated Pollution Prevention and Control (Prevenzione e Riduzione Integrale dell’Inquinamento) EPER = European Pollutant Emission Register (per benchmarking ambientali settoriali) Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Miscellanea (cont) Flashpoint = Il flashpoint di una sostanza liquida è la più bassa temperatura alla quale può formare una miscela infiammabile con aria. PCBs = I policlorobifenili, noti spesso con la sigla PCB, sono una classe di composti organici la cui struttura è assimilabile a quella del bifenile i cui atomi di idrogeno sono sostituiti da uno fino a dieci atomi di cloro. La formula bruta generica dei PCB è C12H10-xClx. Sono considerati inquinanti persistenti dalla tossicità in alcuni casi avvicinantesi a quella della diossina. STP = Standard conditions of Temperature and Pressure (P = 740 torr, T = 15°C) Condizioni normali (T = 273,15 °K – P = 101,3 KPa) WHO = World Health Organization COD = Chemical Oxigen Demand (Analisi chimica dell’acqua) Commissione Legislazione e Tutela Ambientale

Inceneritori - Termovalorizzatori
Migliori Tecniche Disponibili e Emissioni di Inquinanti 26 Marzo 2008

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