1 RISORSE DAI RIFIUTI Percorsi paralleli di recupero di materia e di energia Palermo, Pensionato Universitario “Santi Romano”, 5 Ottobre 2009 Salvatore.

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1 1 RISORSE DAI RIFIUTI Percorsi paralleli di recupero di materia e di energia Palermo, Pensionato Universitario “Santi Romano”, 5 Ottobre 2009 Salvatore Nicosia DIIAA, Dipartimento di Ingegneria Idraulica ed Applicazioni Ambientali, Università di Palermo Viale delle Scienze, 90128 Palermo, Italia (nicosia@idra.unipa.it) Associazioni “BioAss” e “Universitari per Ingegneria”

2 2 Produzione nazionale di rifiuti urbani (= domestici + commercio + servizi) e di rifiuti speciali (= servizi + industria), a. 2004

3 33 Industria e commercio potrebbero veramente fare molto per non aumentare la quantità di “oggetti a perdere” in circolazione come pezzi di ricambio pre-montati per auto ed elettrodomestici come confezioni pronte di porzioni anche singole nei supermercati come imbottiture di polistirene espanso a guscio sagomato per imballare qualunque oggetto

4 44 Invertire certe tendenze tecniche produrrebbe anche notevoli risparmi nell’uso di materiali e di energia + + contro sigh…

5 Composizione e destini possibili (quant. massime) Frazione merceologica Valori medi (%) Q.tà prod. per ab. ed anno, kg (*) Scarti mensa34170 Carta e cartone22110 Legno e verde630 Plastica leggera735 Plastica pesante315 Vetro e inerti pes.735 Metalli315 Tessili420 Cuoio e gomme210 Vari15 Ingombranti0,42 Pannolini525 Sottovaglio735 (*) ipotesi: 500 kg rsu prodotti/ab*anno PROD. DI TERRICCIO ORGANICO PROD. DI METANO PROD. DI COMBUSTIBILE (CDR) COMBUSTIONE DIRETTA DISCARICA RICICLO / RECUPERO

6 Agli urbani bisogna aggiungere i rifiuti speciali non pericolosi…

7 … e quelli urbani e speciali pericolosi

8 8 Le utilizzazioni possibili delle componenti dei rifiuti urbani Destino Componente Terriccio organico Energia da comb. dir. CDRBio_ gas Rici_ clo Recu_ pero Scarti alimentari Rifiuti da cura del verde; fanghi org. Verificare se non inquinati Carta e cartone se richiesto Vetro Materie plastiche Metalli Ceramica e inerti come inerti Assorb. e carta ig. Legno se richiesto Gomma (  pneum.) Materiale fine

9 9  Le frazioni dei r.u. che hanno solo valore termico sono almeno il 20% della massa ….

10 10 … e arrivano al 40% in certe circostanze di luogo e di stagione  Da aggiungere: i rifiuti speciali prodotti nelle città, nelle aree artigianali/industriali, nelle aziende agricole

11 11  Le frazioni dei r.u. che per contro disturbano la combustione e il recupero di calore  Sono almeno il 40% dei r.u.  Di questi, vetro e metalli (= 10%) potrebbero essere da tempo raccolti a parte, se nella nostra regione ci fosse uno sbocco industriale

12 12  Quella che il riciclo dei rifiuti salva e l ’ incenerimento perde e ’ l ’ energia che era stata usata per produrre un certo materiale ( “ energia incorporata ” ). attinge materia nuova o di riciclo dai comparti ambientali interconnessiattinge materia nuova o di riciclo dai comparti ambientali interconnessi sintetizza organismi viventi esintetizza organismi viventi e “manda a discarica” le sostanze che avanzano (S, Na, Cl …).“manda a discarica” le sostanze che avanzano (S, Na, Cl …).  Sulla Terra la biosfera

13 13 Le società tecnologiche realizzano tre forme di recupero delle risorse dai rifiuti Due somigliano a quelle della Natura:  materiali od oggetti utili; ev. anche nuova biomassa Recupero o riciclo di materia (  materiali od oggetti utili; ev. anche nuova biomassa)  energia della biomassa Recupero di energia a temperatura ambiente (energia chimica della materia  energia della biomassa) La terza forma è quasi esclusiva dell’uomo, che la realizza in ambienti controllati:  Recupero di energia (“potere calorifico”) per combustione ad alta temperatura  minore uso di combustibili fossili  In Natura la combustione si realizza solo come evento disastroso = gli incendi dei boschi, delle savane ecc… senza recupero di energia per nessun ecosistema o bioma.

14 14 I percorsi integrati dei rifiuti verso il recupero e/o lo smaltimento Scarti a discarica o incenerimento Se il passaggio 3 manca, o è più stretto di quello 1, l’intera sequenza si blocca   rifiuti giacenti; MPS che perdono valore; investimenti falliti; fiducia dei cittadini perduta SERV. RACC. IMP. SELEZ. E RECUP. RICICLO IN IND., AGRIC., SELVICOLT. CITTA_ DINI 123 energia Nuovi beni Parte di competenza delle aziende di I.A.

15 15 Alcune frazioni dei rifiuti urbani sono riciclabili solo con difficoltà, o per niente - 1 

16 16 Rifiuti riciclabili con difficoltà - 2

17 17 Rifiuti riciclabili con difficoltà - 3    

18 18 I rifiuti speciali possono essere più facili da trattare, perché di composizione più semplice.

19 19 Per recuperare / riciclare è necessario  avere gli impianti, e averli vicini  assicurarsi acquirenti per le “materie prime seconde” e per il compost che saranno prodotti. Cedar WEEE Recycling Facility, Dublin, Ireland

20 20 Selezione e Recupero delle frazioni che hanno un mercato: flussi in un impianto Energia Rifiuti misti, p.es. “frazione secca” dei rifiuti urbani Carta e plastica Vetro e ceramica ALLA SUCCESSIVA SEPARAZIONE VAGLIATURA SEPARAZIONE OTTICA Vetro Energia Scarti a incenerimento o discarica AL RICICLO Ceramica a recupero come drenaggio edilizia

21 21 Gli impianti necessari – 1: granulato di plastica da contenitori di bevande o di detergenti (PE, PP, PET)

22 22 Bilancio di materia della produzione di granulato di plastica TRITURAZIONE Granulato di plastica Scarti a incenerimento o discarica  10 AL RICICLO FLOTTAZIONE SEPARAZIONE DELLA CARTA ED ALTRE IMPUREZZE Rifiuti di plastica raccolta “pulita” = 100 CENTRIFUGA_ ZIONE

23 23 Gli impianti necessari – 2: terriccio organico (“compost”) Bio-ossidazione (corsie dinamiche aerate) Vagliatura e miscelazione Terriccio accumulato per la vagliatura finale Materia prima: rifiuti domestici umidi aria compressa ARPAV - Osservatorio Regionale Rifiuti (modif.)

24 24 Bilancio di materia del compostaggio aria compressa Biossido di carbonio + vapore d’acqua Rifiuti organici selezionati = 100 Terriccio organico (compost) = 40 ALL’USO IN AGRICOLTURA REATTORE BIOLOGICO DI COMPOSTAGGIO

25 25 ARPAV - Osservatorio Regionale Rifiuti (modif.) Dopo altri tre o quattro passaggi… aria compressa CDR pronto per la vendita Gli impianti necessari – 3: combustibile derivato da rifiuti (CDR)  centrali termiche, cementifici e sim.

26 26 Bilancio di materia del CDR prodotto con Trattamento Meccanico – Biologico (TMB) da rifiuti secchi “sporchi” Biossido di carbonio + vapore d’acqua ALLA COMBUSTIONE IN FORNI CON RECUPERO DI CALORE aria compressa Rifiuti di carta e plastica mescolati con rifiuti organici, non riciclabili Combustibile derivato dai rifiuti (CDR) REATTORE MECCANICO - BIOLOGICO

27 27 Bilancio di materia del CDR prodotto con solo Trattamento Meccanico da rifiuti secchi “puliti” Rifiuti di carta e plastica non riciclabili (carta plastificata o paraffinata, plastiche termo – indurenti…) TRITURAZIONE, VAGLIATURA, ADDENSAMENTO Combustibile derivato dai rifiuti (CDR) Scarti a incenerimento o discarica ALLA COMBUSTIONE IN FORNI CON RECUPERO DI CALORE

28 28 (Ökotechna Entsorgungs- und Umwelttechnik, Perchtoldsdorf - AT) Gli impianti necessari- 4: trattamento di macerie e terre da scavo per produrre materiali da costruzione

29 29 Gli impianti necessari- 5: discarica per i materiali che nessuno ha potuto o voluto usare Monitoring locations Campionamento negli strati della discarica Uno dei bacini impermeabili di una grande discarica controllata

30 30 Quanto aiuta la raccolta differenziata ? Sistema Destino Secco / Umido Secco / Umido / Scarti Organ. / Non organ. combust. / Non organ. inerte / Scarti Terriccio organico Non per il compost verde Energia da combustione diretta Combustibile Derivato dai Rifiuti (CDR) Biogas Riciclo Recupero moltosensibilmentepoco

31 31 Fra gli impianti di trattamento / smaltimento: gli impianti termici per i residui della selezione e recupero Le tre linee di un impianto di incenerimento “a griglia mobile” (vista prospettica) Linea dei fumiLinea del recupero di calore Linea dei rifiuti Structural concept of I/S Nordfor_ brænding Fumi trattati Rifiuti selezionati Ceneri con metalli e altro Scorie Ceneri con metalli e altro

32 32 Schema di un impianto convenzionale di incenerimento con recupero di energia 1 t rifiuti secchi non riciclabili 5.000 m 3 “fumi” 3.000 m 3 aria compressa 600 kWhe + calore utilizzabile 200 kg scorie e ceneri a discarica Depurazione fumi forno Recupero di energia

33 33 Aspetto di un impianto convenzionale di incenerimento (Copenaghen)

34 34 Fra i servizi che un inceneritore può rendere in caso di necessità…

35 35 S. Nicosia su Risorse dai Rifiuti per "Emily in Italia", nov. '07 Quadro europeo, 1: le forme di integrazione fra i sistemi di trattamento (2002-06)

36 36 Quadro europeo, 2: la distribuzione territoriale degli impianti (SVEZIA) (GERMANIA) Esempio: la Danimarca 5.100.000 abitanti 43.000 km 2 18 impianti

37 37  Si nota che il recupero dei rifiuti dunque è maggiore nei Paesi con economie: complesse, con i settori agricolo e industriale consistenti e articolati; moderne, ma con diffusa esperienza di tecnologie precedenti; con Imprese attente alla qualità delle materie prime e dei prodotti, operanti in libera concorrenza.  L’esistenza e l’attività di industrie in una Regione in parte può aggravare, in parte può contribuire a risolvere il problema dei rifiuti.

38 Il “sistema integrato di gestione” della Sicilia, 1: previsioni del Piano 2002 per il trattamento della frazione secca da r. d.

39 Il “sistema integrato” della Sicilia, 2: previsioni per la frazione umida da r. d.

40 Il “sistema integrato” Sicilia, 3: flussi complessivi secondo il Piano Commissariale del 2002 originale (2002) 718.540 / 2.487.600 = 28%

41 4 sistemi di termo-valorizzazione: 1)Nord-ovest (Palermo) 2)Meridionale (Casteltermini) 3)Nord-est (Paternò) 4)Sud-orientale (Augusta) 4 sistemi di termo-valorizzazione: 1)Nord-ovest (Palermo) 2)Meridionale (Casteltermini) 3)Nord-est (Paternò) 4)Sud-orientale (Augusta) stazione di trasferimento impianto di S&R discarica Il “sistema integrato” Sicilia, 4: previsioni per la frazione residuale da r. d. nell’Ordinanza di Aggiornamento del dic. 2004

42 Commenti all’Ordinanza 2004, 1: quanto conterebbe l’incenerimento Aggiornamento 2004: 60% Piano originale 2002: 40%  28%

43 43  Commenti all’Ordinanza 2004, 2: l’enorme capacità di incenerimento degli impianti, solo 4 in numero ma eccezionalmente grandi includerebbe tutta la carta/cartone, tutta la plastica, tutto il legno; e non solo la parte scadente di essi, con la quale non si potrebbero produrre buoni materiali di riciclo; richiamerebbe in 4 soli siti anche le biomasse di scarto, per le quali altri Enti stanno invece progettando impianti distribuiti sul territorio dell’Isola; obbligherebbe a far viaggiare i rifiuti anche per 200 km  consumi di energia e impatto ambientale; è concettualmente lontanissimo p.es. dal “sistema Danimarca”, Paese che conta tanti abitanti quanti la Sicilia (  ).

44 44 Grazie per l’attenzione. Il dibattito è aperto…

45 45 APPENDICEAPPENDICE

46 Composizione chimica principale dei “fumi”

47 47 Emissioni dell’impianto di Fusina secondo ARPAV, riferite al D.Lgs. 11.5.05 n. 133 (mg/m 3 ) - 1 Parametro Limite su media 30 min. Limite su media giornaliera Valore medio rilevato Portata ponderale, kg/d (*) Monossido di carbonio 100500,10,10 Polveri totali30101,51,55 Sostanze organiche (COT) 20100,50,52 Acido Cloridrico60102,52,58 Acido Fluoridrico410,10,10 Biossido di zolfo200501010,3 Ossidi di azoto400200150154,8 (*) calcolata da noi

48 48 Emissioni dell’impianto di Fusina secondo ARPAV - 2 Parametro Limite su media 30 min. Valore medio rilevato Portata ponderale, g/d (°) Cd +Tl *0,05 mg/m 3 0,003 mg/m 3 3,1 Hg *0,05 mg/m 3 0,003 mg/m 3 3,1 Sb + As + Pb+Cr+Co+ Cu+ Mn+Ni+ V * 0,5 mg/m 3 0,2 mg/m 3 206 PCDD + PCDF **0,1 ng/m 3 0,02 ng/m 3 0,000.021 IPA **0,01 mg/m 3 0,005 mg/m 3 5,2 PCB **Non normato 0,002  g/m 3 0,002 (°) calcolata da noi

49 49 Parentele chimiche imbarazzanti: i composti “precursori” delle diossine Una piccola porzione del polimero “lignina” (From Wikipedia, the free encyclopedia) tetracloro-di- benzo-diossina cloro Calore; medie temperature

50 50 Gli impianti di incenerimento oggi … nelle certezze dei Danesi, degli Svedesi, degli Spagnoli e di altri cittadini europei … nei timori dei Siciliani…