normativa e prassi: le emissioni da moderni impianti di

Normativa e prassi:

Le emissioni da moderni impianti

di incenerimento e trattamento

dei rifiuti

Leonardo TognottiUniversità di Pisa

San Zeno, 18 settembre 2014

Sommario ed obiettivi del contributo

• Attuali tendenze normative nazionali e comunitarie in materia di emissioni

da impianti di incenerimento: la Direttiva «Industrial emission» ed il suo

recepimento nel Testo Unico

• Approccio al controllo delle emissioni: le Tecnologie attualmente

utilizzate nel trattamento delle emissioni nel Waste to Energy (WtE) in

Italia ed in Europa

• L’impianto S.Zeno: stato attuale ed obiettivi di miglioramento tecnologico

2

Il «Waste to Energy»

La situazione europea

• Nei paesi dove il WtE è più utilizzato, sono elevate le percentuali di

recupero di materia e compostaggio e minime le percentuali di ricorso

alle discariche

4

Waste to Energy: bilancio di materia

5/tot

Aspetti ambientali significativi

6

Scenario normativo e tendenze per i

prossimi anni

Normativa comunitaria >>> normativa nazionale su

rifiuti e incenerimento (Testo unico Ambientale,

Dlgs. 133 2005)

L’IPPC e la Direttiva «Industrial emission»

7

Testo unico ambientale (D.Lgs 152/06 modifiche introdotte dal D.Lgs. 46/2014 )

TITOLO III-bis - INCENERIMENTO E COINCENERIMENTO DEI

RIFIUTI

Art. 237-bis - Finalità e oggetto .

1 Il presente titolo definisce le misure e le procedure atte a prevenire oppure, qualora non

sia possibile, a ridurre gli effetti negativi delle attività di incenerimento e coincenerimento

dei rifiuti, ed in particolare le emissioni delle suddette attività nell'aria, nel suolo, nelle

acque superficiali e sotterranee, al fine di conseguire un elevato livello di protezione

dell'ambiente e di tutela della salute umana.

2. Ai fini di cui al comma 1, il presente titolo disciplina:

• a) i valori limite di emissione degli impianti di incenerimento e di coincenerimento dei

rifiuti;

• b) i metodi di campionamento, di analisi e di valutazione degli inquinanti derivanti

dagli impianti di incenerimento e di coincenerimento dei rifiuti;

• c) i criteri e le norme tecniche generali riguardanti le caratteristiche costruttive e

funzionali, nonchè le condizioni di esercizio degli impianti di incenerimento e di

coincenerimento dei rifiuti, con particolare riferimento all'esigenza di assicurare

un'elevata protezione dell'ambiente contro le emissioni causate dall'incenerimento e

dal coincenerimento dei rifiuti.

TITOLO III-bis - INCENERIMENTO E

COINCENERIMENTO DEI RIFIUTI

• Art. 237-bis - Finalità e oggetto

• Art. 237-ter - Definizioni

• Art. 237-quater - Ambito di applicazione ed esclusioni

• Art. 237-quinquies - Domanda di autorizzazione

• Art. 237-sexies - Contenuto dell'autorizzazione

• Art. 237-septies - Consegna e ricezione dei rifiuti

• Art. 237-octies - Condizioni di esercizio degli impianti di

incenerimento e coincenerimento

• Art. 237-nonies - Modifica delle condizioni di esercizio e

modifica sostanziale dell'attività

• Art. 237-decies - Coincenerimento di olii usati

• Art. 237-undecies - Coincenerimento di rifiuti animali

rientranti nell'ambito di applicazione del regolamento n.

1069/2009/UE

• Art. 237-duodecies - Emissione in atmosfera

• Art. 237-terdecies - Scarico di acque reflue

• Art. 237-quattuordecies - Campionamento ed analisi

delle emissioni in atmosfera degli impianti di

incenerimento e di coincenerimento

• Art. 237-quinquiesdecies - Controllo e sorveglianza

delle emissioni nei corpi idrici

• Art. 237-sexiesdecies – Residui

• Art. 237-septiesdecies - Obblighi di comunicazione,

informazione, accesso e partecipazione

• Art. 237-octiesdecies - Condizioni anomale di

funzionamento

• Art. 237-noviesdecies - Incidenti o inconvenienti

• Art. 237-vicies - Accessi ed ispezioni

• Art. 237-unvicies - Spese

• Art. 237-duovicies - Disposizioni transitorie e finali

DLgs 133/2005

Art. 237-ter - Definizioni

1. Ai fini dell'applicazione del presente titolo si definiscono:

a) 'rifiuti urbani misti': i rifiuti di cui all'articolo 184, comma 2, del presente decreto legislativo, ad

esclusione di quelli individuati al sottocapitolo 20.01, che sono oggetto di raccolta differenziata, e

al sottocapitolo 20.02 di cui all'Allegato D alla Parte Quarta;

b) b) 'impianto di incenerimento': qualsiasi unità e attrezzatura tecnica, fissa o mobile, destinata al

trattamento termico di rifiuti con o senza recupero del calore prodotto dalla combustione,

attraverso l'incenerimento mediante ossidazione dei rifiuti, nonchè altri processi di trattamento

termico, quali ad esempio la pirolisi, la gassificazione ed il processo al plasma, a condizione che

le sostanze risultanti dal trattamento siano successivamente incenerite. Nella nozione di impianto

di incenerimento si intendono compresi: il sito e tutte le linee di incenerimento, nonchè i luoghi di

ricezione dei rifiuti in ingresso allo stabilimento, i luoghi di stoccaggio, le installazioni di

pretrattamento in loco, i sistemi di alimentazione in rifiuti, in combustibile ausiliario e in aria di

combustione, le caldaie, le installazioni di trattamento o stoccaggio in loco dei residui e delle

acque reflue, i camini, i dispositivi ed i sistemi di controllo delle operazioni di incenerimento, di

registrazione e monitoraggio delle condizioni di incenerimento. Se per il trattamento termico dei

rifiuti sono utilizzati processi diversi dall'ossidazione, quali ad esempio la pirolisi, la

gassificazione o il processo al plasma, l'impianto di incenerimento dei rifiuti include sia il

processo di trattamento termico che il successivo processo di incenerimento;

Art. 237-quinquies - Domanda di autorizzazione1.La realizzazione e l'esercizio degli impianti di incenerimento e coincenerimento dei rifiuti rientranti nell'ambito di

applicazione del presente titolo devono essere autorizzati ai sensi delle seguenti disposizioni:

a) per gli impianti non sottoposti ad autorizzazione integrata ambientale ai sensi dell'articolo 6, comma 13, si

applica l'articolo 208;

b) per gli impianti sottoposti ad autorizzazione integrata ambientale ai sensi dell'articolo 6, comma 13 del

presente decreto legislativo si applicano le disposizioni del Titolo III-bis della Parte Seconda.

………………………………………………………………

TITOLO III-BIS - L'AUTORIZZAZIONE INTEGRATA AMBIENTALE

Art. 29-bis - Individuazione e utilizzo delle migliori tecniche disponibili

Art. 29-ter - Domanda di autorizzazione integrata ambientale

Art. 29-quater - Procedura per il rilascio dell'autorizzazione integrata ambientale

Art. 29-quinquies - Coordinamento per l'uniforme applicazione sul territorio nazionale

Art. 29-sexies - Autorizzazione integrata ambientale

Art. 29-septies - Migliori tecniche disponibili e norme di qualità ambientale

Art. 29-octies - Rinnovo e riesame

Art. 29-nonies - Modifica degli impianti o variazione del gestore

Art. 29-decies - Rispetto delle condizioni dell'autorizzazione integrata ambientale

Art. 29-undecies - Incidenti o imprevisti

Art. 29-duodecies - Comunicazioni

Art. 29-terdecies - Scambio di informazioni

Art. 29-quattuordecies - Sanzioni

Attività soggette ad AIA dopo il recepimento della Direttiva IED:

Gestione dei rifiuti

Con l’entrata in vigore del D.Lgs 46/2014 alcune categorie di impianti di

trattamento rifiuti vengono per la prima volta assoggettate ad

Autorizzazione Integrata Ambientale, (domanda entro il 7 settembre

2014). Tra queste si evidenziano:

• Impianti di compostaggio (potenzialità superiore alle 50 ton/giorno) dei rifiuti

urbani;

• Digestori anaerobici (potenzialità superiore alle 100 ton/giorno);

• Impianti di produzione CSS;

• Impianti di combustione CSS;

• Impianti di co-combustione;

• Impianti di tritovagliatura;

• Frantumatori di rifiuti metallici, compresi i rifiuti di apparecchiature elettriche

ed elettroniche e i veicoli fuori uso e relativi componenti;

• Trattamento di scorie e ceneri.

Il BRef della Commissione Europea

Ai fini della minimizzazione

dell’impatto ambientale tali impianti

sono tenuti all’adozione delle

migliori tecniche disponibili (MTD),

meglio conosciute con l’acronimo in-

glese di BAT (“Best Available

Techniques”).

Le BAT da impiegare per gli impianti

di incenerimento sono state

individuate a livello europeo da uno

specifico documento, il cosiddetto

“BRef” (Best Availaible Techniques

Reference document on Waste

Incineration), pubblicato dalla

Commissione Europea nell’agosto

2006.

13

Le migliori tecniche disponibili

Art. 29-bis - Individuazione e utilizzo delle migliori tecniche

disponibili

1. L'autorizzazione integrata ambientale è rilasciata tenendo conto di

quanto indicato all'Allegato XI alla Parte Seconda e le relative

condizioni sono definite avendo a riferimento le Conclusioni sulle

BAT, salvo quanto previsto all'articolo 29-sexies, comma 9-bis, e

all'articolo 29-octies.

Nelle more della emanazione delle conclusioni sulle BAT l'autorità

competente utilizza quale riferimento per stabilire le condizioni

dell'autorizzazione le pertinenti conclusioni sulle migliori tecniche

disponibili, tratte dai documenti pubblicati dalla Commissione

europea in attuazione dell' articolo 16 , paragrafo 2, della direttiva

96/61/CE o dell‘ articolo 16 , paragrafo 2, della direttiva

2008/01/CE.

l-ter.2) 'conclusioni sulle BAT': un documento adottato secondo quanto

specificato all'articolo 13, paragrafo 5, della direttiva 2010/75/UE, e pubblicato

in italiano nella Gazzetta Ufficiale dell'Unione europea, contenente le parti di un

BREF riguardanti le conclusioni sulle migliori tecniche disponibili, la loro

descrizione, le informazioni per valutarne l'applicabilità, i livelli di emissione

associati alle migliori tecniche disponibili, il monitoraggio associato, i livelli di

consumo associati e, se del caso, le pertinenti misure di bonifica del sito;

l-ter.4) 'livelli di emissione associati alle migliori tecniche disponibili o 'BAT-

AEL': intervalli di livelli di emissione ottenuti in condizioni di esercizio normali

utilizzando una migliore tecnica disponibile o una combinazione di migliori

tecniche disponibili come indicato nelle conclusioni sulle BAT, espressi come

media in un determinato arco di tempo e nell'ambito di condizioni di riferimento

specifiche;

Art .5 Definizioni

La Direttiva IED ed il «Sevilla process»

16

Role of BAT conclusions in IED permitting

Fonte : JRC Siviglia

BAT conclusions are the reference for setting

permit conditions

Permits to contain emission limit values

(ELVs) to ensure that, under normal operating

conditions, emissions do not exceed BAT-

associated emission levels (BAT-AELs)

Derogation from BAT-AELs is only allowed in specific and

justified cases

• Need to demonstrate that costs are disproportionately higher than

benefits due to local/installation-specific situations

• Member States report to the public/Commission on use of

derogations

La direttiva sulle emissioni industriali (IED)

recepita con il dlgs46/2014

Alcuni aspetti specifici per il settore Incenerimento dei rifiuti

• La direttiva IED ha incorporato sia l'ex IPPC che le direttive sul Waste

Incineration.

• Alcuni ELV ( i massimi) già fissati nella direttiva nell'allegato VI (uguali ai

precedenti)

• Grande quantità di dati disponibili ( > 400 impianti)

• Crescita significativa nel settore e tipi di impianto di incenerimento dal 2006.

• Alto livello di interesse pubblico in molti Stati membri

18

• Il processo di aggiornamento del BREF inizia quest’anno e si stimano tre anni per

avere le BAT-AELs pubblicate sulla Gazzetta Europea.

• Nei prossimi due anni gli operatori saranno invitati a fornire i dati di gestione e le

autorizzazioni.

• I nuovi ELVs associati alle BAT saranno definiti sulla base delle prestazioni degli

impianti europei e saranno espressi come intervalli <X-Y

3. L'autorizzazione integrata ambientale deve includere valori limite di emissione fissati per le sostanze inquinanti, in particolare quelle dell'allegato X alla Parte Seconda, che possono essere emesse dall'installazione interessata in quantità significativa, in considerazione della loro natura e delle loro potenzialità di trasferimento dell'inquinamento da un elemento ambientale all'altro, acqua, aria e suolo, nonchè i valori limite ai sensi della vigente normativa in materia di inquinamento acustico.

I valori limite di emissione fissati nelle autorizzazioni integrate ambientali non possono comunque essere meno rigorosi di quelli fissati dalla normativa vigente nel territorio in cui è ubicata l'installazione. Se del caso i valori limite di emissione possono essere integrati o sostituiti con parametri o misure tecniche equivalenti.

Art. 29-sexies - Autorizzazione integrata ambientale

Valori Limite

ALLEGATO X

Elenco indicativo delle principali sostanze inquinanti di

cui è obbligatorio tener conto se pertinenti per stabilire

i valori limite di emissione

Aria:

• 1. Ossidi di zolfo e altri composti dello zolfo.

• 2. Ossidi di azoto e altri composti dell'azoto.

• 3. Monossido di carbonio.

• 4. Composti organici volatili.

• 5. Metalli e relativi composti.

• 6. Polveri , comprese le particelle sottili.

• 7. Amianto (particelle in sospensione e fibre).

• 8. Cloro e suoi composti.

• 9. Fluoro e suoi composti.

• 10. Arsenico e suoi composti.

• 11. Cianuri.

• 12. Sostanze e preparati di cui sono comprovate

proprietà cancerogene, mutagene o tali da poter

influire sulla riproduzione quando sono immessi

nell'atmosfera.

• 13. Policlorodibenzodiossina (PCDD) e

policlorodibenzofurani (PCDF).

Acqua:

1. Composti organoalogenati e sostanze che

possono dar loro origine nell'ambiente idrico.

2. Composti organofosforici.

3. Composti organici dello stagno.

4. Sostanze e preparati di cui sono comprovate

proprietà cancerogene, mutagene o tali da poter

influire sulla riproduzione in ambiente idrico o con il

concorso dello stesso.

5. Idrocarburi persistenti e sostanze organiche

tossiche persistenti e bioaccumulabili.

6. Cianuri.

7. Metalli e loro composti.

8. Arsenico e suoi composti.

9. Biocidi e prodotti fitosanitari.

10. Materie in sospensione.

11. Sostanze che contribuiscono all'eutrofizzazione

(nitrati e fosfati, in particolare).

12. Sostanze che esercitano un'influenza

sfavorevole sul bilancio di ossigeno (misurabili con

parametri quali BOD, COD).

13 sostanze prioritarie di cui all'articolo 74, comma

2, lettera ff).

Art. 237-duodecies - Emissione in atmosfera

1. Gli effluenti gassosi degli impianti di incenerimento e

coincenerimento devono essere emessi in modo controllato

attraverso un camino di altezza adeguata e con velocità e contenuto

entalpico tale da favorire una buona dispersione degli effluenti al fine

di salvaguardare la salute umana e l'ambiente, con particolare

riferimento alla normativa relativa alla qualità dell'aria.

2. Gli impianti di incenerimento dei rifiuti e gli impianti di co-

incenerimento sono progettati, costruiti, equipaggiati e gestiti in

modo che le emissioni nell'atmosfera non superano i valori limite di

emissione di cui rispettivamente all'Allegato I, paragrafo A, e

all'Allegato 2, paragrafo A, al presente Titolo.

……………………

ALLEGATO 1 Tit III bis Parte IV - Norme tecniche e

valori limite di emissione per gli impianti di

incenerimento di rifiuti

Polvere totale 10

Sostanze organiche sotto forma di gas e vapori espresse come

carbonio organico totale (TOC)10

Acido cloridrico (HCl) 10

Acido fluoridrico (HF) 1

Biossido di zolfo (SO 2 ) 50

Monossido di azoto (NO) e biossido di azoto (NO 2 ) espressi

come NO 2 per gli impianti di incenerimento dei rifiuti esistenti

dotati di una capacità nominale superiore a 6 t/ora e per i

nuovi impianti di incenerimento dei rifiuti

200

Monossido di azoto (NO) e biossido di azoto (NO 2 ) espressi

come NO 2 per gli impianti di incenerimento dei rifiuti esistenti

con una capacità nominale pari o inferiore a 6 t/ora

400

Ammoniaca (NH 3 ) 30

• Valori limite di emissione medi su 30 minuti

3. Valori limite di emissione medi ottenuti con periodo di

campionamento minimo di 30 minuti e massimo di 8 ore

espressi in mg/Nm 3

I valori medi di concentrazione degli inquinanti si ottengono secondo i

metodi fissati ed aggiornati ai sensi della tabella di cui alla lettera C

Cadmio e suoi composti, espressi come cadmio (Cd) 0,05

in totale

Tallio e suoi composti espressi come tallio (Tl)

Mercurio e suoi composti espressi come mercurio (Hg)

0,05

Antimonio e suoi composti espressi come antimonio (Sb) .

Arsenico e suoi composti espressi come arsenico (As) .

Piombo e suoi composti espressi come piombo (Pb) .

Cromo e suoi composti espressi come cromo (Cr) .

Cobalto e suoi composti espressi come cobalto (Co) 0,5

in totale

Rame e suoi composti espressi come rame (Cu) .

Manganese e suoi composti espressi come manganese (Mn) .

Nickel e suoi composti espressi come nickel (Ni) .

Vanadio e suoi composti espressi come vanadio (V) .

4. Valori limite di emissione medi ottenuti con periodo di

campionamento minimo di 6 ore e massimo di 8 ore.

I valori medi di concentrazione degli inquinanti si ottengono

secondo i metodi fissati ed aggiornati ai sensi della tabella di cui alla

lettera C.

a) Diossine e furani (PCDD + PCDF) (1) 0,1 ng/Nm 3

b) Idrocarburi policiclici aromatici (IPA) (2) 0,01 mg/Nm 3

c) PCB-DL (3) 0,1 ng/Nm3

(1) I valori limite di emissione si riferiscono alla concentrazione totale di

diossine e furani, calcolata come concentrazione "tossica equivalente". Per

la determinazione della concentrazione "tossica equivalente", le

concentrazioni di massa delle seguenti policloro-dibenzo-p-diossine e

policlorodibenzofurani misurate nell'effluente gassoso devono essere

moltiplicate per i fattori di equivalenza tossica (FTE) di seguito riportati,

prima di eseguire la somma.

Questi valori sono in prospettiva soggetti a diminuzioni non sostanziali: il

prossimo step è la redazione dell’ aggiornamento del BREF previsto nel 2017

Il controllo delle emissioni

Tecnologie di trattamento delle emissioni

gassose

24

Il controllo delle emissioni

• abbastanza complesso, per le differenze che caratterizzano gliinquinanti presenti ed i corrispondenti livelli di concentrazione

• sistematica tendenza normativa verso un restringimento nei limitidi emissione, ispirato da criteri basati tanto sull’opportunità diadeguarli al progressivo miglioramento nelle tecnologie(“tecniche”) disponibili che dalle necessità di contenere i rischi perla salute connessi ai microinquinanti tossici a livelli che possanoessere ritenuti accettabili dalle popolazioni interessate.

Driving forces:

• MTD (Migliori tecnologie disponibili) e IED - “Integrated pollution

prevention and control”

• Minimizzazione rischi per la salute da esposizione a tossici

Concentrazioni inquinanti nei gas grezzi

26

Le strategie

Due distinti criteri di intervento, finalizzati

- alla minimizzazione della formazione di alcune componenti, durante lacombustione ed il successivo raffreddamento dei fumi (interventi preventiviper CO, VOC, organoclorurati, NOx),

- alla rimozione degli inquinanti tramite opportune tecnologie didepurazione a valle della combustione (end of pipe: NOx, tutto il resto ).

Le strategie preventive

1. Tipologia di rifiuti termovalorizzabili e necessità di pretrattamenti - CSS(preventivo - PRIMA)

2. Ottimizzazione del processo di combustione (preventivo - DURANTE):

• T, ossigeno, tempo di permanenza gas, turbolenza

• miscelazione aria/combustibile (rapporti primaria/secondaria, criteri

progettazione griglia/forno)

• configurazione innovative (aria arricchita, “staging” aria primaria)

• conversione organici (senza trasferimento ad altre fasi)

• conversione NOx (SNCR)

3. Controllo riformazione PCDD/F (preventivo-durante)

• inibizione attività catalitica ceneri volanti con additivi (urea, ammoniaca,

ammine)

• ricircolo gas combusti

• progettazione e gestione caldaia (cicli pulizia) per minimizzare deposito ceneri

Depurazione dei fumi

Approccio integrato nella configurazione delle linee di depurazione

• Depolverazione con elettrofiltri (pre) e/o filtri a tessuto

• Sistemi a secco/semisecco per il controllo dei gas acidi/tossici in

traccia

• Sistemi ad umido potenziati per il controllo dell’effetto memoria di

PCDD/F

• Sistemi catalitici per la conversione simultanea ad alta efficienza di

NOx/organici in traccia (PCCD/F)

29

Live

lli e

missivi (%

lim

ite)

40

80

60

20

0

Impianto di San Zeno:

AIA e le migliori tecniche disponibili

30

L’impianto è autorizzato dalla

Provincia di Arezzo con

l’Autorizzazione Integrata

Ambientale (AIA) n. 126/EC del

18-08-2009 (come modificata ed

integrata dai successivi

provvedimenti dirigenziali n.

57/EC – 71/EC - 121/EC –

182/EC dell’anno 2010, 51/EC

dell’anno 2012, 103/EC – 139/EC

dell’anno 2013)

174 pag/allegati

Il sistema di depurazione dei fumi

Iniezione di urea (SNCR) a valle della camera di post

combustione

In una finestra compresa fra 850°C e 950°C viene iniettata

una soluzione acquosa di urea che provoca la riduzione degli

ossidi di azoto (NOx) con formazione di azoto, acqua ed

anidride carbonica.

Reattore evaporativo a semisecco

La neutralizzazione dei gas acidi (HCl, HF) e il

raffreddamento complessivo dei fumi avviene ad opera di

latte di calce atomizzato

Venturi-iniezione di carbone attivo

All’uscita del reattore evaporativo i fumi raffreddati entrano

nel condotto Venturi, in cui i microinquinanti organici (PCDD-

PCDF) ed i metalli pesanti (Hg, Cd, etc) vengono adsorbiti

dal carbone attivo in polvere

Filtro a maniche

Il filtro separa il particolato ed i reagenti solidi. Il filtro a celle

filtranti in PTFE rivestito in ryton è stato dimensionato con

velocità di filtrazione relativamente modesta per ottenere

buoni rendimenti di separazione delle polveri (0,9 m/min). Il

filtro agisce come reattore di accumulo dei reagenti (calce,

carbone attivo) sulle maniche.

31

Dichiarazione Ambientale 2013:

I dati sulle emissioni in atmosferaLe emissioni al camino sono oggetto di monitoraggio in continuo tramite Sistema di

Monitoraggio Emissioni (SME), e di analisi dei fumi (almeno tre misure annuali)

mediante laboratori specializzati- il protocollo d’intesa siglato con ARPAT per il

monitoraggio delle emissioni

La concentrazione degli inquinanti emessi al camino è valutata come media delle

concentrazioni orarie nell’arco dell’anno;

32

CONTROLLO EMISSIONI – SME (Sistema di monitoraggio Emissioni in continuo)

Parametro Valori limite

di legge

Unità di

misura

2009 2010 2011 2012 2013

CO 50 mg/Nm3 1,9 2,5 3,2 2,6 2,9

CO2 - mg/ Nm3 6,0 6,2 5,6 6,2 6,0

NOx 200 mg/ Nm3 157,3 162,9 159,8 167,5 162,9

SOx 50 mg/ Nm3 4,0 5,7 6,6 7,78 6,12

HCl 10 mg/ Nm3 4,9 4,7 4,8 4,7 4,6

COT 10 mg/ Nm3 1,8 2,3 3,2 2,3 2,5

Polveri totali 10 mg/ Nm3 1,7 2,0 2,2 1,7 2,1

O2 - %V 14,2 14,1 15,0 14,2 14,3

Umidità Fumi - %V 16,0 16,4 14,3 16,0 15,9

T. Fumi - C 144,9 141,5 136,3 144,7 140,0

Portata Fumi - Nm3/h 31.120 33.214 31.760 31713 32284

CONTROLLO EMISSIONI Analisi fumi laboratori specializzati

Parametro Valori limite

di legge

Unità di

misura

2009 2010 2011 2012 2013

HF 1 mg/ Nm3 0,077 0,137 0,233 0,1700 0,0517

(Cd + TI) Cadmio + Tallio 0,05 mg/ Nm3 0,0024 0,0042 0,0020 0,0027 0,0077

Metalli 0,5 mg/ Nm3 0,0860 0,1260 0,0667 0,0795 0,1067

Hg (mercurio) 0,05 mg/ Nm3 0,0003 0,0030 0,0017 0,0007 0,0010

IPA 0,01 mg/ Nm3 0,0001 0,0002 0,0006 0,00004 0,0000

5

PCDD + PCDF (TE) 0,1 ng/ Nm3 0,0167 0,0063 0,0027 0,0030 0,0060

Rapporto fra gli inquinanti ed i limiti di legge

33

Non si sono mai registrati superamenti dei limiti emissivi dal

2000 ad oggi

Gli inquinanti emessi, in termini di concentrazione, sono molto

al di sotto dei limiti imposti dalla normativa.

Trattamento

emissioni gassose

• Reattore evaporativo a semisecco

• Venturi-iniezione di carbone attivo

• Filtri a maniche

Esistono numerosi impianti che

utilizzano lo stesso schema in Italia ed

Europa (circa il 15%)

L’attuale tendenza è quella del

multistadio a secco con doppia

filtrazione

34

Sistema abbondantemente in

grado di rispettare i limiti

normativi attuali

E’ in grado di adeguarsi ad

eventuali trend di riduzione dei

ELVs

Sistema di

abbattimento NOx

in caldaia

• Si utilizza il sistema SNCR (Selective Non

Catalytic Reduction), che implica l’iniezione di

urea in una determinata posizione in modo da

soddisfare i requisiti di temperatura e durata

delle reazioni di riduzione degli NOx. • In una finestra termica compresa fra 800°C e 950°C apposite lance

iniettano nel flusso dei fumi una soluzione acquosa di urea che

provoca una scomposizione (denitrificazione) degli ossidi di azoto con

formazione di azoto, acqua ed anidride carbonica

Attualmente i limiti del

133/2013 sono ampiamente

rispettati.

Lo slip di ammoniaca è

molto contenuto

In linea con le BAT, che

prevedono due metodi per

ridurre gli NOx

Sono possibili interventi di

miglioramento per garantire

eventuali diminuzioni dei limiti

di emissione nei prossimi anni:

35Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Linea trattamento

emissioni gassose:

configurazione a

regime

È allo studio l’installazione di un

SCR. (da valutare se nella forma

tradizionale (catalizzatore separato

con iniezione di urea o

ammoniaca), oppure nella forma di

maniche filtranti catalitiche

(brevetto GORE, sempre con

iniezione di ammoniaca o

utilizzando lo slip di urea del

SNCR).

Entrambe le soluzioni (maniche o

reattore catalitico) possono essere

introdotte nel sistema di

trattamento gas dell’attuale

termovalorizzatore

36

• Approccio integrato nel

trattamento degli effluenti (pre-

durante-dopo)

• sistema a semi-secco (+ secco) per

il controllo dei gas acidi/tossici in

traccia

• depolverazione con filtri a tessuto

• sistemi catalitici per la conversione

simultanea ad alta efficienza di

NOx/organici in traccia (PCCD/F)

Trattamento emissioni

gassose:

reattore a semi-secco

• Tecnologia consolidata che

comporta minori consumi di

reagenti rispetto ai sistemi a secco

• Tutto il sistema di preparazione di

iniezione e atomizzazione del latte

di calce è ridondato.

• Per alcuni componenti, più sensibili, sono

stati previsti maggiori margini (ad esempio

sono a disposizione tre atomizzatori)

Il sistema garantisce ottime

prestazione nell’abbattimento

degli acidi, anche nelle ipotesi

di piano

Nel caso di abbassamento dei

limiti su HCl ed HF si può

pensare ad un multistadio

(aggiunta di un ulteriore

modulo a secco)

37


gassose:

iniezione carboni attivi

e filtro a maniche

• I carboni attivi vengono iniettati

mediante aria compressa prima del

filtro a maniche, in modo che

concorrano alla formazione del

pannello (cake) filtrante sulle

maniche.

• Il sistema di iniezione è stato completamente

ridondato. Se uno non funziona, l’altro

interviene.

• Il filtro è dotato di sistema di riscaldamento

durante i periodi di fermo impianto per evitare

le condense acide- garantisce la durata e la

continuità delle prestazioni


prestazioni nell’abbattimento

di microinquinanti organici ed

inorganici, e del particolato

fine

38


gassose:

iniezione carboni attivi

e filtro a maniche

• Il filtro è sovradimensionato: sta lavorando a

circa il 60 % della sua potenzialità, quindi non

è mai stato sottoposto a stress

– Velocità attuale di filtrazione circa 1 m/min, il

progetto prevede una velocità dei fumi

ammissibile di 1,8 m/min

• Le attuali maniche sopportano fino a 220 °C

di temperatura, a fronte di T di esercizio di

130-150 °C e garantiscono polveri < 3

mg/Nmch.

• Meccanismi di separazione molto

efficienti per particolato fine


prestazioni nell’abbattimento

di polveri e microinquinanti

organici ed inorganici

Vi sono margini per

aumentare le portate di

fumi da trattare, nelle

previsioni di piano

È allo studio la sostituzione con

maniche che garantiscono polveri

< 1 mg/Nmc e l’azione catalitica

sulle reazioni di rimozione dei

PCDD-PCDF

39

Sistema di

monitoraggio

emissioni (SME)

• L’attuale sistema, costituito da uno FTIR, da

un Multi-Fid e da un opacimetro, è in buone

condizioni:

• E’ sottoposto a calibrazione e manutenzione

programmata con cadenza semestrale.

• I vari componenti sono stati sostituiti con la

cadenza prevista dalla casa costruttrice.

• È in fase di revisione il protocollo di gestione

concordato fra AISA IMPIANTI e ARPAT

Sistema affidabile e verificato dagli

organi di controllo

Può essere introdotto il sistema di

verifica QAL 3 previsto dalla norma

UNI EN 1813 (auto calibrazione

periodica )

Può essere introdotto il sistema di

monitoraggio in continuo del

mercurio


S.Zeno

Supervisione e

gestione dei

processi

(DCS)

• Sull’intero impianto (non solo sul termovalorizzatore, ma

anche sulla selezione e sul compostaggio e su tutti i servizi

ausiliari), è installato un sistema di controllo centralizzato che

permette di controllare, verificare lo stato e gestire in remoto

l’apparecchiatura. Tale sistema, in gergo tecnico definito DCS

(digital control system), inizialmente gestiva solo le macchine

principali, lasciando le altre ad un controllo locale. Nell’arco

degli anni tutte le macchine che interessano la produzione e il

trattamento ed il controllo delle emissioni sono state collegate

a DCS e sono stati eliminati i PLC locali che non garantivano lo

stesso livello di affidamento.

• Inoltre è stata svolta una costante azione di aggiornamento sia

della parte software (up-grade ogni 3-4 anni) che nella parte

hardware (sostituzione delle CPU con schede meno costose

ma di maggiore memoria e più moderne, installazione di

ridondanza sulle CPU, alimentatori, UPS, doppio anello di

distribuzione delle informazioni in ingresso e uscita al sistema

in profibus) in modo che di fronte a qualsiasi guasto il sistema

continui a funzionare, almeno parzialmente, e

contemporaneamente localizzi il guasto al fine di poter

intervenire in tempi rapidi.

Il sistema (ABB) è di ultima

generazione.

Ultimo up-grade e revisione

della parte hardware: ottobre

2013.


S.Zeno

Considerazioni conclusive (1)

L’impianto allo stato attuale di livello tecnologico e gestionale

(ISO-EMAS) dà garanzie:

• di affidabilità di funzionamento rispetto agli attuali flussi e

presenta dei margini di ulteriore trattamento.

• ambientali : rispetto dei limiti normativi entro larghi margini e

possibilità di miglioramento in prospettiva di ELVs più restrittivi

(IED e Bref in gestazione )

• di sicurezza: le tecniche e le procedure adottate sono in grado

di garantire ambienti di lavoro sicuri, con rischi molto limitati

per risorse umane e infrastrutturali.

42

Considerazioni conclusive (2)

l’impianto può far fronte all’ampliamento previsto dal piano senza

particolari problemi di processo e di componenti.

• e’ in grado di soddisfare eventuali riduzioni dei limiti emissivi che la

nuova Direttiva sulle Emissioni Industriali può introdurre con il

processo di revisione del BRef su Waste Incineration previsto per il

2015.

• può essere introdotto di un sistema di abbattimento catalitico di

NOx (e microinquinanti organici) per rendere il processo ridondante

(l’azienda si sta già muovendo in questa direzione) e può essere

introdotta una ulteriore sezione a secco per i gas acidi.

Sulla base di un’analisi dettagliata delle tecniche impiegate (il concetto di

BAT definisce tecniche sia le tecnologie adottate, sia il modo con cui esse

sono gestite e mantenute) la vita tecnologica residua dell’impianto, con il

programma di manutenzione puntuale e capillare già in atto, può ritenersi

di almeno altri 15 anni.

43

Riferimenti

44

• Autorizzazione Integrata Ambientale N.126/EC Provincia di Arezzo del 18/8/2009, N.139 EC del 22/8/2013

• Dati tecnici su impianto S.Zeno, AISA 2013

• Dublix engineering: Arezzo WTE plant, Design Review , Agosto 2013

• Proposta piano interprovinciale, Ato Sud Toscana , novembre 2013

• Integrated Pollution Prevention and Control, Reference Document on the Best Available Techniques for

Waste Incineration, August 2006

• Rapporto sul recupero energetico da rifiuti urbani in Italia – ENEA Federambiente, 2012

• Rapporto Rifiuti Urbani 2013, ISPRA

• A decade of Waste-to-Energy in Europe (2001-2010/11), CEWEP, 2012

• CEWEP Energy Report III , (Status 2007-2010) Results of Specific Data for Energy, R1 Plant Efficiency

Factor and NCV of 314 European Waste-to-Energy (WtE) Plants

• Energy from Waste. A guide to the debate , 2013, DEFRA, UK

Slide aggiuntive per eventuali commenti

45

L’incenerimento dei rifiuti urbani e

CSS in Italia nel 2012

Nel 2012 gli impianti di incenerimento per rifiuti urbani,

frazione secca (FS) e CSS operativi sul territorio

nazionale, sono 45

I rifiuti complessivamente inviati ad incenerimento sono

circa 5,5 milioni di tonnellate, di cui quasi 2,6 milioni di

RU indifferenziati, oltre 1,9 milioni di tonnellate di frazione

secca, quasi 553 mila tonnellate di CSS e 431 mila

tonnellate di rifiuti speciali. I rifiuti speciali pericolosi, di

cui quasi la metà di origine sanitaria, ammontano a oltre

54 mila tonnellate.

Nel 2012 il 17% dei rifiuti urbani prodotti viene incenerito.

Il maggior quantitativo di rifiuti urbani è incenerito nel

nord Italia (67,6% del totale nazionale: la Lombardia

presenta la percentuale più alta (44%), seguita dall’Emilia

Romagna (31,1%), dal Friuli Venezia Giulia (27,3%),

dalla Campania (23,1%), dalla Sardegna (17,7%), dal

Trentino Alto Adige (12,3%), dal Veneto (11,7%), dalla

Toscana e dal Lazio (10,8%).

Impianti in Toscana

47

LocalitàAnno

avviamentoLinee t/h t/giorno t/anno MWt MWe Tecnologia Depurazione fumi

Arezzo 2000 1 5,0 120 42.000 14,5 2,9 MG SNCR+SD+FF

Livorno 1974/03 2 7,5 180 54.000 31,2 6,7 MGWC SNCR+DA+FF

Montale Agliana(PT) 1978/01 2 5,0 120 43.800 15,7 0,8 RK SNCR+EP+DA+FF

Ospedaletto (PI) 1980/02 2 10,0 240 62.000 20,5 4,4MGMG

SNCR+CY+DA+FF+FGC

SNCR+DA+FF

Poggibonsi (SI) 1977/08 3 9,5 228 67.000 34,9 9,9

MG

MG

MGWC

SNCR+DA+FF

SNCR+DA+FF

CY+DA+FF+SCR

Attualmente 8 linee sono griglie, 2 RK (Montale)

Taglie tutte tra 100 e 300 t/giorno

Impianti non più operativi: Castelnuovo, Falascaia, Rufina

L’impianto di San Zeno (griglia raffreddata ad aria, taglia 120 t/g) si

colloca nella categoria più ricorrente in Italia

Taglie e tecnologie (Italia)

• La capacità media nominale di trattamento

risulta di poco superiore alle 400 t/g,

corrispondenti a circa 135.000 t/a.

• 24 sono gli impianti con capacità compresa

tra 100 e 300 t/g, 17 sono quelli con

capacità compresa tra 300 e 600 t/g, 3 gli

impianti che hanno una capacità inferiore a

100 t/g e 6 quelli che hanno una capacità

superiore a 600 t/g.

• L’82% degli impianti (per capacità di

trattamento) adotta sistemi a griglia mobile,

di cui il 23% dei quali utilizza griglie

raffreddate ad acqua.


S.Zeno

Le iniziative più recenti in Italia

49

Fonte ENEA (2012):

Taglie superiori a 60.000 t/a, le griglie sono raffreddate ad acqua (MGWC), letti fluidi (BFB) e

gassificatori (G) per CSS

Nuovi inceneritori

in Europa

Esempi:• Isseane, Paris, (2007) 460000 t/a, griglie aq,

teleriscaldamento, 600 M€

• Zistersdorf, Au, (2009) 130000 t/a, griglia raffreddate ad acqua

(aq), 90 M€,

• EVI Europark, Germania-Olanda (2008) 365000 t/a, griglie aq,

200 M€

• Riverside Belvedere, London (2011) 585000 t/a, griglie aq,


• KA3 Oslo. Norway (2011) 150000 t/a, griglie aq,


• Torswik, Svezia, (2006) 160000 t/a, griglie aq, teleriscaldamento,

• Vantaa Finland, (2015) 320000 t/a, griglia a q,


• Klaipeda, LT, (2013) 230000 t/a, griglia aq, teleriscaldamento

130 M€

• Costi medi: 0,60-1,1 M€ / (kton/a))

Caratteristiche :

• Potenzialità superiori a

100.000 t/anno

• Griglie raffreddate ad

acqua, sistemi a caldaia

integrata, elevati

rendimenti

• Integrazione con il

territorio

(cogenerazione)

50

Recupero di Energia

Il recupero energetico, anche se non prioritario

rispetto a quello di materia, è stato indicato

come necessario dalla normativa europea e

nazionale, ai fini dell'attuazione di un sistema

sostenibile di gestione dei rifiuti, in quanto

consente il risparmio di combustibili fossili e

riduce il quantitativo di rifiuti da avviare in

discarica.

La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede

il ricorso alla discarica solo come forma

residuale di smaltimento, per quei rifiuti per i

quali non sia più possibile un ulteriore

recupero.

51

Incenerimento

• sterilizzazione

• riduzione volume (10-30 volte)

• inertizzazione dei residui a discarica

Termoutilizzazione

• recupero di energia

• riduzione impatto del ciclo di vita

Allegato II alla direttiva 2008/98/CE del 19

novembre 2008 (“Direttiva quadro sui rifiuti -

GUCE del 22 novembre 2008 e recepita in

Italia dal DLgs 205/2010):

L'attività di recupero energetico si

concretizza in:

“utilizzazione principale come combustibile o

come altro mezzo per produrre energia”,

includendo in tali attività l'utilizzo dei rifiuti come

combustibile normale o accessorio in impianti

industriali volti alla produzione di energia o di

materiali (utilizzo di Combustibile da Rifiuti

“CDR” (ora CSS) presso centrali elettriche o

cementifici, di scarti legnosi e vegetali presso

impianti a biomasse, di fanghi e altre frazioni

organiche presso digestori anaerobici, etc.);

“incenerimento a terra”, ovvero in specifici

impianti di incenerimento dove l’eliminazione del

rifiuto tramite combustione, è associata al

recupero di energia (termica ed elettrica).

Il recupero di energia La termovalorizzazione dei rifiuti solidi

urbani costituisce operazione di

recupero se consegue un’efficienza

energetica (R1) pari a:

• 0,60 in impianti funzionanti

autorizzati in conformità della

normativa comunitaria applicabile

anteriormente al 1° gennaio 2009;

• 0,65 in impianti autorizzati dopo il

31 dicembre 2008.

Questa distinzione assume particolare

rilevanza poiché consentirebbe di classificare,

su basi tecniche, l’incenerimento dei RU

come operazione di recupero dal punto di

vista legale, con tutte le implicazioni di

carattere operativo-gestionale e normativo

che tale differente classificazione comporta.

• EP energia annua prodotta sotto forma di

energia termica o elettrica;

• EF alimentazione annua di energia nel sistema

con combustibili che contribuiscono alla

produzione di vapore;

• EW energia annua contenuta nei rifiuti trattati

calcolata in base al potere calorifico netto dei

rifiuti;

• EI energia annua importata, escluse EW ed EF;

• 0,97 fattore corrispondente alle perdite di

energia dovute alle ceneri pesanti (scorie) e alle

perdite per irraggiamento.

Tutte le energie sono espresse in termini di Ep

energia primaria, moltiplicando:

- energia elettrica per un fattore 2,6 (rendimento

38,5%)

- energia termica per un fattore 1,1 (rendimento

90,9%)

52

La situazione dell’impianto di San Zeno

La formula, così come messa a

punto, risulta penalizzante nei

confronti di gran parte del parco

impiantistico nazionale,

caratterizzato da un gran numero

d’impianti di taglia ridotta nei quali è

predominante, anche per ragioni

geo-climatiche, la produzione di

energia elettrica come forma

primaria di recupero;

53

Nella situazione di San Zeno, si

ottiene, dall’analisi dei dati degli

ultimi anni, un R1 nell’intervallo

0,38-0,42.

Nota:

Anche se si aumentasse il

rendimento elettrico (attuale circa

16%) introducendo tecnologie che

forniscono prestazioni

energetiche superiori (od un

repowering) si dovrebbe

introdurre un sistema di

cogenerazione per l’utilizzo di

energia termica sul territorio per

soddisfare il criterio R1

Relazione Uni PG

normativa e prassi: le emissioni da moderni impianti di

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