I termovalorizzatori ed il loro impatto sull’ambiente Laurea magistrale in Rischi ambientali Corso di Chimica ambientale Anno acc. 2009/2010 Prof. Andini.

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1 I termovalorizzatori ed il loro impatto sull’ambiente Laurea magistrale in Rischi ambientali Corso di Chimica ambientale Anno acc. 2009/2010 Prof. Andini

2 Negli impianti moderni si cerca di ricavare energia elettrica o termica dalla combustione degli stessi rifiuti. Un termovalorizzatore è un impianto che smaltisce rifiuti classificati come non pericolosi tramite processi di combustione (850-1050° C). 1.Arrivo rifiuti 2.Combustione 3.Produzione vapore surriscaldato 4.Produzione energia elettrica 5.Estrazione delle scorie 6.Trattamento dei fumi

3 Un termovalorizzatore è essenzialmente composto da un forno all'interno del quale vengono bruciati i rifiuti (CDR), a volte anche con l'ausilio di gas metano, che serve ad innalzare la temperatura di combustione nel caso il CDR non abbia sufficienti caratteristiche di potere calorifico; il calore prodotto porta a vaporizzazione dell’ acqua in circolazione nella caldaia posta a valle, e il vapore così generato aziona una turbina che trasforma l'energia termica in energia elettrica.CDR 1.Arriva il rifiuto 2.La combustione 3.L'estrazione delle scorie 4.Il vapore 5.L'energia 6.Il trattamento dei fumi 7.L'inertizzazione S. Il controllo delle emissioni S2. La riduzione delle sostanze

4 Il termovalorizzatore non distrugge però completamente i rifiuti ma ne cambia solamente la composizione chimica e la tossicità. 1)Emissioni gassose dal camino 2)Ceneri residue 3)Acque di scarico Infatti i rifiuti immessi nell’ impianto ne escono sottoforma di: FORMAZIONE DEI PIC

5 Per ogni tonnellata di rifiuti bruciata un termovalorizzatore produce 1 tonn. di fumi immessi nell’atmosfera 280/300kg di ceneri “solide” 30 kg di ceneri volanti 650 kg di acqua di scarico 25 kg di gesso Aggiunta di ossigeno per la combustione e di acqua per il raffreddamento NECESSITA’ DI MONITORAGGIO E DI TRATTAMENTO SOSTANZE

6 Tra le tecniche di monitoraggio vi sono quelle di valutazione preventiva con cui si prevede un eventuale effetto degli inquinanti Previsione quasi sempre diversa dalla realtà Campionatori passivi Si basano su un gradiente di concentrazione su una superficie reattiva

7 Le sostanze nocive che non si è in grado di annientare, vanno smaltite in discariche speciali, di tipo B1 nel decreto Ronchi.

8 I composti chimici emessi dai termovalorizzatori sono tanti ma tra essi i più dannosi sono: Metalli pesanti Sali inorganici PCDD (diossine) PCDF (furani) IPA PCB.

9 Le ceneri residue, solide o volanti che contengono queste sostanze devono essere smaltite in discariche di tipo B1 (Ronchi). Le scorie vengono raccolte in una vasca piena d’acqua posta nella parte terminale dell’inceneritore, vengono raffreddate per poi essere smaltite in discariche speciali. Spesso esse vengono pre-trattate per ridurne l’impatto successivo.

10 Una frazione delle ceneri è costituita da silicati e da alluminio Se mescolati e se aggiunte sostanze alcaline si formano il laterizi, consolidati a basse T,anche se di qualità più scadente rispetto al materiale usato normalmente per la costruzione GEOPOLIMERIZZAZIONE

11 I fumi emessi dagli inceneritori contenenti tra gli altri gli ossidi di azoto,vengono trattati per filtraggio tramite Riduzione selettiva catalitica: in cui tramite catalizzatori si trasformano gli ossidi di azoto in acqua e azoto, che risulta innocuo per l’atmosfera Riduzione selettiva non catalitica : più economico ma meno efficace, si inietta un reagente nella soluzione acquosa dell’impianto e si ha riduzione degli ossidi di azoto in acqua e azoto

12 Le polveri emesse dal termovalorizzatore vengono trattate tramite: Filtri elettrostatici che abbattono il particolato Filtri a maniche di forma cilindrica in cui passa il gas da depurare e sul cui tessuto si deposita il particolato, rimosso da aria compressa e successivamente stoccato.

13 POLVERI SOTTILI Minore è la loro dimensione maggiore è la loro possibilità di sfuggire ai sistemi di abbattimento “PM 2,5”: polveri di dimensioni inferiori ai 2,5 micron di diametro Concentrazione di metalli pesanti e altre sostanze tossiche adsorbite dalle particelle

14 L’abbattimento dei metalli avviene tramite condensazione : un depolveratore riesce ad abbattere le PM10 al 99% ma non riesce ad abbattere le PM2,5. Per diossine e furani si utilizza il processo di chemiadsorbimento : si condensano i loro vapori sulla superficie di carboni attivi.

15 PCDD PCDF Le diossine sono composti costituiti da 2 anelli di benzene legati da 2 atomi di O con atomi di Cl nella struttura. I furani sono composti costituiti da 2 anelli di benzene e uno centrale di furano condensati.

16 IPAPCB Gli idrocarburi policiclici aromatici sono costituiti da 2 o più anelli di benzene formanti una struttura piana. I policlorobifenili sono composti in cui i 2 anelli benzenici possono essere sostituiti da 1 a 10 atomi di Cl

17 PCDD & PCDF Presenti in tracce nei rifiuti e non completamente distrutti Si formano da combustione di precursori organici clorurati (PVC, clorofenoli e clorobenzeni) De novo sintesi: le particelle carboniose reagiscono con Ossigeno e Cloro formando PCDD e PCDF Tasso di PCDD/PCDF di 2 ordini di grandezza maggiore Loro formazione non solo nelle zone fredde dell’ impianto ma anche in intervalli di T tra 500-650°C

18 Contaminanti principali e loro effetto sulla salute Particolato In particolare le PM2,5, causano problemi respiratori di varia entità a seconda dell’incremento di polveri fino a causare morte. Tumori polmonari e malattie cardiovascolari. PCDD/PCDF Sono sostanze cancerogene che indeboliscono il sistema immunitario; riducono fertilità maschile e femminile e alterazione dell’azione degli enzimi. Metalli pesanti Piombo Disordine del sistema nervoso, anemie, malattie cardiovascolari, alterazioni funzioni renali Cadmio Sostanza tossica anche per i vegetali, maggiori effetti a livello renale. Cancerogeno

19 Mercurio Molto tossico. Esposizioni croniche a bassi livelli comportano danni ai reni e al sistema nervoso. Cancerogeno. Arsenico Cancerogeno e associato soprattutto a tumore della pelle ma anche intestinale e polmonare Cromo esavalente Cancerogeno, con effetto di tumore al polmone, all’apparato gastrointestinale ed al pancreas.

20 TERMOVALORIZZATORE DI ACERRA Le tre linee indipendenti di cui si compone il termovalorizzatore di Acerra smaltiscono ciascuna circa 27 tonnellate di rifiuti all’ora arrivando a trasformare in energia quantitativi di rifiuti pari a 1950 tonnellate al giorno, per un totale di 600 mila tonnellate l’anno. L’impianto è in grado di produrre energia elettrica per consumi annuali pari a circa 200mila utenze domestiche. CAMPANIA:

21 Il termine "termovalorizzatore", è in realtà inappropriato, per il semplice motivo che il rendimento della cosiddetta valorizzazione del rifiuto, e cioè la quantità energetica ricavabile dal processo di combustione dei rifiuti, è di molto inferiore al rendimento di qualsiasi centrale elettrica tradizionale, e perchè l'intero processo di incenerimento (dalla raccolta allo smaltimento delle ceneri di scarto) consuma molta più energia di quanta ne occorrerebbe valorizzando il rifiuto con il riuso (raccolta differenziata, trattamento e riciclo).raccolta differenziata, trattamento e riciclo

22 CONCLUSIONI Per una buona gestione dei rifiuti bisognerebbe: 1)Cercare di ridurne la produzione 2)Riciclarne quanto più possibile 3)Recuperare energia 4)Smaltire in sicurezza Purtroppo c’è ancora un marcato ricorso alla discarica e un’ insufficienza tecnica per quanto riguarda i termovalorizzatori anche se essi sono sicuramente migliorati rispetto al passato.