di  -  lunedì 29 giugno 2009

Dopo avere trattato dettagliatamente i vari tipi di impianti termoelettrici ed i sistemi di trattamento delle varie specie inquinanti, vediamo brevemente come avviene il trattamento delle emissioni inquinanti in un impianto di combustione dei rifiuti.

Senza entrare nella discussione che lega la combustione dei rifiuti con la raccolta differenziata ed il riciclaggio dei rifiuti, l’obiettivo di questo post è quello di fornire una semplice panoramica sui limiti normativi e sui metodi per rispettarli degli impianti di combustione dei rifiuti, siano essi semplici “Inceneritori” oppure dei “Termovalorizzatori“.

LA COMBUSTIONE DEI RIFIUTI

Gli impianti di combustione dei rifiuti producono due categorie di inquinanti gassosi, la prima è costituita dai “macroinquinanti” e la seconda dai “microinquinanti“.

I macroinquinanti rappresentano le specie chimiche presenti nei fumi con concentrazioni dell’ordine dei mg/Nm3 (o superiore), e solitamente sono costituiti dalle specie “canoniche” quali SOx, NOx, CO, polveri, HCl ed HF, mentre i microinquinanti rappresentano le specie chimiche presenti in quantità dell’ordine dei µg/Nm3 (od inferiore), e sono costituiti da metalli pesanti (nichel, piombo, cadmio, mercurio, cromo, ecc.), composti organici volanti, IPA (idrocarburi policiclici aromatici), diossine (isomeri di policlorodibenzodiossine – PCDD), furani (isomeri di policlorodibenzofurani – PCDF) ed altri.

LIMITI NORMATIVI

Valori tipici dei livelli degli inquinanti (riferiti a condizioni normali, per fumi secchi con 11% di ossigeno residuo) prodotti durante la combustione di rifiuti sono i seguenti:

  • Polveri totali: 1000 – 5000mg/m3
  • Composti del Cloro (espressi come HCl): 600 – 1500mg/m3
  • Composti del Fluoro (espressi come HF): 5 – 25mg/m3
  • Ossidi di zolfo (espressi come SO2): 250 – 600mg/m3
  • Ossidi di azoto (espressi come NO2): 200 – 500mg/m3
  • Cadmio: 0.5 – 5mg/m3
  • Mercurio: 0.3 – 1.5mg/m3
  • PCDD – PCDF (espressi come diossina equivalente): 1 – 10ng/m3

I limiti normativi prevedono valori non superiori ai seguenti (MG = media giornalieraMO = media oraria):

  • Polveri totali: MG 10mg/m3 – MO 30mg/m3
  • Composti del Cloro (espressi come HCl): MG 20mg/m3 – MO 40mg/m3
  • Composti del Fluoro (espressi come HF): MG 1mg/m3 – MO 4mg/m3
  • Ossidi di zolfo (espressi come SO2): MG 100mg/m3 – MO 200mg/m3
  • Ossidi di azoto (espressi come NO2): MG 200mg/m3 – MO 400mg/m3
  • Cadmio: MO 0.05mg/m3
  • Mercurio: MO 0.05mg/m3
  • PCDD – PCDF (espressi come diossina equivalente): 0.1ng/m3 (rilevato su 8 ore)

RIDUZIONE DEGLI INQUINANTI TRAMITE CONTROLLO “ALLA FONTE”

Come facilmente intuibile (anche in virtù di quanto già esposto nei precedenti articoli della rubrica), la prima strada per ridurre le emissioni inquinanti risulta quella della riduzione (o completa eliminazione se possibile) delle sostanze che possono poi dare luogo, durante la combustione, alle specie inquinanti.

In questa direzione, la principale strategia è quella di controllare la “qualità del combustibile“, infatti nel caso di combustione di rifiuti “tal quali” è pressoché impossibile conoscere quali materiali sono presenti in essi (anche se statisticamente si possono ottenere informazioni utili sulla loro composizione media di), mentre nel caso in cui i rifiuti siano stati selezionati (alla fonte tramite raccolta differenziata, oppure dopo la raccolta) al fine di produrre CDR (la cui composizione deve rispettare certe specifiche) è maggiormente prevedibile la qualità dei rifiuti che verranno bruciati, pertanto si potrà dimensionare correttamente l’impianto di trattamento delle emissioni, oltre che evitare la combustione di materiali altamente tossici (che andrebbero trattati come rifiuti speciali) o di materiali altrimenti riutilizzabili e riciclabili (vetro, alluminio, materiali di tipo “termoplastico” quali il PET, ecc.).

RIDUZIONE DEGLI INQUINANTI MEDIANTE POST-TRATTAMENTO

Gli impianti di combustione presentano analogie con le caldaie degli impianti a vapore, in particolare nel caso dei termovalorizzatori si tratta a tutti gli effetti di impianti a vapore con combustione a griglia, dove il calore generato produce vapore che viene espanso in turbina per generare elettricità, ma esistono anche soluzioni di teleriscaldamento e sistemi di cogenerazione.

Le specie inquinati prodotte vengono trattate in impianti del tutto simili a quelli già esposte in precedenti post, in particolare per la rimozione degli SOx si utilizzano sistemi FGD a secco, semisecco od umido, per gli NOx sistemi solitamente di tipo SCR così come per il particolato si impiegano sistemi ESP o filtri a maniche.

Uno schema di sistema ad umido è rappresentato nella seguente immagine:

Combustione rifiuti - schema ad umido

Al precedente schema deve venire aggiunto il sistema di trattamento degli NOx, solitamente di tipo SCR.

E’ importante evidenziare come i metalli pesanti ed eventuali sostanze acide che si formano con la combustione subiscono l’interazione di questi sistemi di trattamento, in particolare le sostanze acide interagiscono efficacemente con i sistemi ad umido che ne consentono una efficace rimozione, così come i metalli, i quali interagiscono anche con i sistemi di trattamento del particolato, ad eccezione del mercurio che si trova sotto forma di vapore nei fumi, e che viene rimosso dai sistemi ad umido, oppure nei sistemi a secco con l’aggiunta di carboni attivi

17 Commenti »

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  • # 1
    v1
     scrive: 

    scusa, non capisco cosa sono i Nm_3? forse m^3

  • # 2
    Simone (Autore del post)
     scrive: 

    @ v1

    Hai ragione, mi è sfuggito ed ho messo il 3 come pedice, ma si tratta di un apice, sono Normal Metri Cubi… piccola distrazione!

    Grazie per la segnalazione, ora correggo

  • # 3
    zap
     scrive: 

    considerato che per tonnellata bruciata l’emissione è di circa 6’000 mc di fumi, le quantità emesse sono tutt’altro che trascurabili…

    Un impianto come Brescia che brucia 800’000 tonnellate l’anno, a 6’000 mc a tonnellata fa 4800 milioni di metri cubi di fumi, cioè da 4,8 a 24 tonnellate di polveri scaricate in atmosfera…

    Poi si obbliga la gente a cambiare la macchina Euro2…

  • # 4
    Simone (Autore del post)
     scrive: 

    @ zap

    Quelle sono le polveri prodotte, ma devono venire abbattute ai limiti di legge(considera anche che i limiti che ho esposto provengono da un testo universitario di qualche anno fa, potrebbero persino essere inferiori attualmente), pertanto i valori emessi in atmosfera sono comunque ridotti rispetto a quelli prodotti…

    Vorrei comunque verificare il rapporto fumi-combustibile… da dove hai procurato i valori indicati?

  • # 5
    alex
     scrive: 

    l’europa cancella ogni certificazione DOP biologico e altri marchi di qualità nel giro dei terreni nel raggio di 10 km da un termovalorizzatore(inceneritore) in quanto le polveri prodotte sono altamente inquinanti, costruire un inceneritore significa contaminare per anni un’area di 100km quadrati…e tutte le produzioni di quella zona compresa flora e fauna…

    l’unica soluzione è raccolta differenziata riduzione degli imballaggi e riutilizzo…

    il resto è tutta speculazione sulla salute della gente…

  • # 6
    Simone (Autore del post)
     scrive: 

    @ alex
    Qui si sta spiegando come funzionano e come emettono, sul discorso della pericolosità se ne può parlare lungamente, ma sono speculazioni anche quelle che tendono a “drammatizzare” eccessivamente dall’altra parte, tra l’altro il riciclaggio è possibile sino ad un certo punto, e certi tipi di rifiuti devono comunque essere resi inerti, l’alternativa diviene la discarica… io stesso ho scritto che la differenziata diventa un modo per ridurre la pericolosità di ciò che si invia all’inceneritore…

    La differenziata è non solo importante, ma necessaria per una corretta gestione dei rifiuti, ma è qualcosa che riguarda la raccolta, non risolve tutto il percorso del rifiuto… ma ne parleremo ancora in questa rubrica in un post dove parleremo di riciclaggio dei materiali…

  • # 7
    Francesco
     scrive: 

    giusto il riciclo alla fonte.
    in scandinavia, e in estonia dove abito in pratica le bottiglie di plastica/vetro/lattine vengono tutte riciclate… dalla gente, perche’ quando le compri paghi dai 20 ai 40 cent di euro in piu’ e se le butti in strada ci sono un sacco di persone che le ricercano per riciclarle e portarle al primo supermercato (obbligato a riprenderle e pagarle il giusto, attraverso il codice a barre). ci vuole molto per farlo da noi?
    ed eliminare le famigerate buste di plastica? ci vuole molto?
    non credo che bruciare bucce di patate o banane produca diossina, quindi eliminando le plastiche dall’inizio sarebbe un bel passo avanti.
    ma se la gente non s’incazza e i politici non vengono stimolati chi ci deve pensare???

  • # 8
    FabioFLX
     scrive: 

    Parlare di riciclo e gestione dei rifiuti porta il topic fuori tema, ma è fondamentale affiancare alle conoscenze sulle emissioni degli inquinanti, quelle sulle strategie che portino ad evitare tali omissioni.
    L’investimento migliore non è nella riduzione degli scarichi tossici, ma nella produzione di beni che non vadano gettati (imballaggi, confezioni, deteriorabili, ecc.) in modo che la “peggiore” delle ipotesi sia il riciclo.
    Certo è che l’incenerimento fa guadagnare parecchio nel breve termine a chi realizza l’impianto, e questo è il più pesante ostacolo alla pianificazione di strutture per il riciclo; infatti, realizza tanto più profitto quanto meno si ricicla, e già solo questo dimostra la sua natura palesemente anti-ecologica che sta dietro la realizzazione di un inceneritore.
    Per chi volesse delle fonti autorevoli sull’argomento rimando a questi link:
    1. http://www.nonbruciamocilfuturo.org/documenti/introduzione
    2. http://www.nonbruciamocilfuturo.org/documenti/approfondimento

  • # 9
    Tasslehoff
     scrive: 

    Non me ne voglia l’autore, che ha tutta la mia stima e che dimostra di avere grande competenza in materia (almeno dal mio punto di vista di totale ignorante in materia), però francamente di questo articolo l’utente comune secondo voi cosa capisce?

    Ve lo dico io, che sono utente comune su questa materia… praticamente nulla.
    Se l’intento è quello di trattare la materia in modo scientifico ed estremamente specializzato ed esteso il tono è quello giusto, ma gli spazi e il contesto non mi pare lo siano altrettanto.

    Secondo me sarebbe più opportuno abbassare un po’ il livello, altrimenti si rischia da una parte di scontentare i pochissimi tecnici specializzati in materia (che si aspetterebbero una trattazione più esaustiva ed estesa), dall’altra si finisce per escludere l’utente occasionale che non conosce nulla su questo tema, che si ritrova un articolo coinciso apparentemente adatto al suo target ma che tratta l’argomento con un fare troppo tecnico e specialistico.

    Imho si intende :)

  • # 10
    Simone (Autore del post)
     scrive: 

    @ Francesco
    Sto abitando in Svezia ed anche lì si pratica la stessa cosa.

    @FabioFLX
    Discorso giustissimo quello sugli imballaggi, ma il riciclaggio porta il tutto off-topic, e cmq non mi trovi pienamente d’accordo, ci sono materiali che non si possono riciclare in “senso stretto”, ed anche materiali che vanno resi inerti, oltre che milioni di tonnellate di spazzatura accumulata in discariche che resterà lì fino alla fine dei tempi… a meno che qualcuno non voglia andare con rastrello in mano a differenziarla… che ci sia il business è vero (ma c’è anche dietro cose che appaiono ecologiche e spesso proprio per via del business non rispondono a ciò che promettono), ma che la pratica dell’incenerimento (o meglio, termovalorizzazione) rappresenti il male assoluto ce ne passa…

    @Tasslehoff
    Il problema è sempre calibrare il livello dell’articolo… se è troppo alto taglia fuori molti “ignoranti” (in senso buono ovviamente), ma se è troppo basso si trasforma in un articolo del tipo gli inceneritori fanno male/non fanno male… ho cercato di tenermi sul mezzo, visto che tutti (i giornalisti e chi muove le folle) sparano sentenze e parlano sempre di autorevoli esperti che dicono questo o quello (ma poi nessuno verifica se e quanto sono autorevoli, e nessuno legge i report), con questa serie di articoli punto a fornire un minimo di spiegazioni scientifiche… credevo che i link agli articoli precedenti aiutassero a trovare tutte le informazioni (e spesso le singole cose vengono spiegate in maniera più ampia ma anche più semplice), se parlassi di semplici “filtri” credo non direi nulla di più dei tanti che parlano di questo tema, ma parlando di FGD (e rimandando all’articolo in cui l’FGD è stato spiegato in maniera credo abbastanza completa, scientifica ma agevole) posso saltare spiegazioni che allungherebbero il post concentrandomi sul topic… questa rubrica non vuole essere un contenitore di tanti argomenti “aperti e chiusi” nel giro di un post, ma piuttosto una rubrica dove il tema energia viene trattato in maniera divulgativa, ma fornendo delle basi scientifiche…

    Ti ringrazio delle indicazioni, ma ti suggerisco di provare a seguire i link (sempre che non lo abbia già fatto), o magari a leggere i vari articoli con ordine dal 1°, credo troverai un filo conduttore con un livello di “scientificità” crescente a mano a mano che le informazioni vengono fornite

  • # 11
    FabioFLX
     scrive: 

    Una sola precisazione, il termine “termovalorizzatore” andrebbe evitato.
    Gli inceneritori non producono più energia di quanta se ne spreca gettando una bottiglia di plastica senza riciclarla, e soprattutto non disintegrano la materia.
    La sola azione possibile è la trasformazione dei rifiuti in qualcos’altro, ed è opportuno ricordare che ogni grammo di materiale perso con l’incenerimento finisce nell’aria sotto forma di polveri sottili impossibili da filtrare e altamente tossiche.
    Un aumento di patologie legate alla diffusione degli inceneritori ha dei costi (medici, ambientali, ecc.) sulla collettività che però non vengono presi in considerazione come costi di realizzazione dell’impianto, perché di fatto non gravano su chi lo realizza.

  • # 12
    Simone (Autore del post)
     scrive: 

    @ FabioFLX
    Se getti una bottiglia di plastica produci “ZERO”, se la termovalorizzi produci qualcosa, è sbagliato dire che non produci nulla…se poi l’alternativa è “lasciarla così com’è” mi sembra anche poco valida come soluzione…

    In questo post (e nei precedenti) ho parlato dei sistemi di filtraggio del particolato, se poi sei convinto che questi sistemi non funzionino allora le cose sono due, o sbagli tu o sbaglio io…

    Il discorso sulle patologie è importante, ma vorrei sapere come fai a distinguere quali patologie imputare al traffico, quali alle caldaie a gasolio di riscaldamento (emettono un sacco di polveri, più di quanto si creda), quali all’industria, quali ai vari tipi di impianto termoelettrico… nel prossimo post parleremo di dispersioni degli inquinanti nell’atmosfera, alla luce di quelle informazioni vorrei capire come si fa a determinare “con assoluta certezza” la paternità dell’inquinamento

  • # 13
    FabioFLX
     scrive: 

    Mi scuso se sono apparso polemico piuttosto che concreto, perché l’intento era appunto il secondo.
    Purtroppo gli studi attuali dimostrano solo una incidenza tra patologie e presenza di nanopolveri ma, come affermi tu, la correlazione diretta non è stata certificata; ma questo basta per non preoccuparsi?
    Per il resto credo tu abbia confuso il paragone della bottiglia. Io volevo far notare che la quantità di energia che si ricava da un termovalorizzatore per una singola bottiglia è irrisoria rispetto a ciò che si ottiene riciclandola, per non parlare del fatto che l’inceneritore sarebbe superfluo se la bottiglia fosse direttamente riutilizzata.
    E non è utopia grazie all’esempio concreto del Canada, che obbliga le fabbriche di birra a riutilizzare continuamente lo stesso alluminio, con una percentuale di riciclo che supera l’88% e senza alcun impianto di incenerimento.

  • # 14
    Simone (Autore del post)
     scrive: 

    @ FabioFLX
    Le bottiglie sono fatte da materiali termoplastici, per questo motivo sono il primo a ritenere che una logica di riciclaggio sia la migliore (la mia frase sull’energia della bottiglia era per rispondere a ciò che affermavi su un’eventuale energia prodotta o meno dalla termovalorizzazione)… ma i materiali plastici possono anche essere termoindurenti, pertanto non riutilizzabili per fare nuova plastica…

  • # 15
    Energia e Futuro - il punto sulla rubrica a sei mesi dalla nascita - Appunti Digitali
     scrive: 

    […] Inquinanti, dispersione e trattamento (4 – 5 – 6 – 7 – 8 – 9 – 10 – 11): una lunga serie di post dove sono state presentate le emissioni inquinanti relative […]

  • # 16
    Giovanni
     scrive: 

    domanda:
    è possibile realizzare un piccolo termovalorizzatore ad uso specifico aziendale;
    mi spiego meglio, dovendo realizzare una struttura ricettiva, volevo sapere se è possibile utilizzare ciò come caldaia per la produzione di acqua calda e riscaldamento?
    se potete darmi delle informazioni in merito o dei suggerimenti da adottare.
    Grazie rimango in attesa di vostre notizie

  • # 17
    Simone (Autore del post)
     scrive: 

    @ Giovanni

    Ho seri dubbi a tal riguardo in quanto bisogna rispettare una rigida normativa sulle emissioni, e per la tipologia di combustibile impiegato (rifiuti) diventa difficile per un impianto non gestito in maniera controllata garantire tale requisito, inoltre il potere calorifico dei rifiuti può risultare variabile in funzione della caratteristica in genere eterogenea dello stesso, cosa che crea non pochi problemi in contesti come quelli da lei descritto.

    Personalmente le suggerisco di valutare la possibilità di impiego di pannelli solari termici connessi ad un impianto alimentato con una caldaia a pellets per l’integrazione termica dell’impianto sanitario e per il riscaldamento, altrimenti anche una piccola unità cogenerativa potrebbe fare al caso suo (ma in tal caso produrrebbe anche energia elettrica)… trova maggiori informazioni su tutto ciò che le ho appena descritto nei vari post della rubrica… spero di essere stato di aiuto

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