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Maggio 2015
La valorizzazione energetica della FORSU
Iimpianto di compostaggio integrato con Digestione
Anaerobica della FORSU e produzione energia elettrica
Comune di Santhià
Dott.ssa Stefania Miranda
Gruppo Entsorga
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Struttura del Gruppo Entsorga
Dr.G.Galanzino
Ing.P.Cella
EntsorgaFin CEO
Entsorga Italia CEO
Entsorga UK Direttore
T&R and T&R2 CEO
Ogliastra Compost CEO
EntsorgaFin CEO
Entsorga Italia CEO
Entsorga UK Direttore
Mazzariol Srl Membro di consiglio
Entsorga WV CEO
50 %
50 %
EntsorgaFin SpA
Sviluppo del mercato
Costruzione impianti
100 %
100 %
Produzione di combustibili
alternativi
100%
70 %
Produzione Compost
100%
100 %
CO2 offsett
45,75 %
Entsorga USA
Inc.
Entsorga
Italia SpA
Entsorga UK
Ltd
Europe e resto
del mondo
UK, Turchia,
India
Territorio e
Risorse Srl
45%
Entsorga
West Virginia
Altri azionisti
22% Chemtex
International Ltd
33% Apple Valley Inc.
Prometeo
Lucania
Produzioone di SRF in
Basilicata
Altri azionisti
30% Italcementi SpA
Ogliastra
Compost Srl
co2balance
Italia Srl
Altri azionisti45,75%
Gruppo Catanzaro Srl
8,5% David Hooper
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L’impianto di compostaggio di Santhià
5 ANNI DI SERVIZIO IMPECCABILE
UBICAZIONE LOCALITA’ BRIANCO - SANTHIA’ (VC)
DATA DI MESSA IN ESERCIZIO Novembre 2009
INVESTIMENTO 10.000.000,00 €
POTENZIALITA’ 36.000 t/anno
Prodotti 6000 t/anno di compost di qualità LE TERRE DELL’ACQUA
Evitate 32.000 t di emissioni per CO2eq nei 4 anni pari alle emissioni di 6.800
veicoli (sicuramente superiori a quelli in circolazione nel Comune di
Santhià) e pari al sequestro di CO2eq a 836.923 alberi in 10 anni.
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Progetto di Digestione Anaerobica della FORSU - Comune di Santhià
PREMESSA
 La componente organica dei rifiuti urbani rappresenta la frazione più
problematica da gestire a causa dell’elevata fermentescibilità e della produzione
di composti odorigeni.
Migliori Tecnologie Disponibili (MTD o BAT)
(Linee guida ex art. 3, comma 2 del decreto legislativo 372/99
DIGESTIONE ANAEROBICA
 Processo ottimale: integrazione con Post-Compostaggio aerobico
VANTAGGI
 Rifiuti Organici non più smaltiti in discarica ma valorizzati
 Produzione di Energia Rinnovabile (Cogenerazione di Elettricità, Calore e
biometano)
 Recupero di materia attraverso la produzione di ammendante (compost)
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Schema tipo di AD, processo aerobico e produzione di
energia
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Digestione anaerobica e processo aerobico
Nell’ambito specifico della digestione anaerobica
seguita da un processo aerobico va innanzitutto
chiarito che un impianto così strutturato deve
essere considerato, viste le notevoli interazioni
funzionali e logistiche tra le due fasi biologiche,
una unità integrata di gestione del rifiuto che
realizza contestualmente il recupero di materia
(un ammendante compostato ed un vettore
energetico rappresentato dal biogas) ed energia
(ottenuta dall’eventuale impiego del biogas per la
produzione di elettricità e/o calore).
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Linee guida e B.A.T.
Come “tecnica alternativa” ai semplici e separati sistemi di
compostaggio aerobico e digestione anaerobica della FORSU, le
“Linee guida” relative alle attività di gestione dei rifiuti per la
valutazione delle B.A.T., raccomandano uno schema di trattamento
integrato che prevede un “post compostaggio aerobico” dei residui
solidi rimasti dopo la digestione anaerobica.
L’integrazione dei due processi può portare dei notevoli vantaggi,
in particolare:
- si migliora nettamente il bilancio energetico dell’impianto, in
quanto nella fase anaerobica si ha in genere la produzione di un
surplus di energia rispetto al fabbisogno dell’intero impianto;
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- si possono controllare meglio e con costi minori i problemi
olfattivi; le fasi maggiormente odorigene sono gestite in reattore
chiuso e le “arie esauste” sono rappresentate dal biogas
(utilizzato e non immesso in atmosfera). Il digestato è già un
materiale semi-stabilizzato e, quindi, il controllo degli impatti
olfattivi durante il post-compostaggio aerobico risulta più
agevole;
- si ha un minor impegno di superficie a parità di rifiuto trattato,
pur tenendo conto delle superfici necessarie per il postcompostaggio aerobico, grazie alla maggior compattezza
dell’impiantistica anaerobica;
- si riduce l’emissione di CO2 in atmosfera (Kubler H. et al., 1999)
da un minimo del 25% sino al 67% (nel caso di completo utilizzo
dell’energia termica prodotta in cogenerazione);
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- omogeneità di flussi (di digestato) in ingresso alla fase aerobica,
con una migliore utilizzazione agronomica degli elementi
fertilizzanti (organicazione dell’azoto);
- garanzia di riduzione degli organismi patogeni grazie al doppio
passaggio termico;
- riduzione del fabbisogno di strutturante ligno-cellulosico rispetto
al solo trattamento aerobico.
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Il Biogas
Il biogas è una delle fonti alternative più utilizzate per la
produzione di energia rinnovabile. E' il frutto della
degradazione, in assenza di ossigeno (processo chiamato
digestione anaerobica) di varie sostanze organiche ad opera di
numerosi batteri.
Il biogas possiede un alto potere calorifico e può essere convertito
in elettricità e calore. Il residuo della fermentazione è il digestato,
un materiale liquido, completamente inodore e ad altissimo valore
agronomico, con caratteristiche migliorative rispetto al materiale di
partenza.
Il biogas è indicato dall'U.E. tra le fonti energetiche rinnovabili non
fossili che possono garantire non solo autonomia energetica, ma
anche la riduzione graduale dell'attuale stato di inquinamento
dell'aria e quindi dell'effetto serra.
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…..segue
La quantità di biogas prodotto, e la percentuale di metano
contenuta nel biogas, dipendono sia dalla materia prima
impiegata che dalla tecnologia di conversione utilizzata.
In generale il rifiuto di origine alimentare produce più gas
rispetto ai reflui fognari, liquame e letame.
Oltre al biogas il processo di DA produce il digestato come
residuo finale composto da una frazione solida e da una
liquida.
La frazione liquida e quella solida, nel nostro caso, verranno
trattate nell’impianto di compostaggio aerobico.
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Il Biometano
Il biometano si ricava da una depurazione del biogas e questa sua
trasformazione consente di utilizzarlo come carburante per veicoli
al posto della benzina e del gasolio.
Il biometano viene prodotto attraverso un processo costituito da 3
fasi:
• Pre-trattamento – questa fase comprende qualsiasi tecnica di
selezione, triturazione e miscelazione della materia prima (rifiuto
organico) per renderla più adatta possibile al digestore;
• Digestione – è il processo principale durante il quale la sostanza
organica è trasformata in biogas e digestato che è il residuo finale
del processo;
• Raffinazione – questo è il processo in cui il biogas grezzo è
trasformato in un combustibile ad alto contenuto di metano (≥95%)
eliminando la CO2 ed altre impurità e contaminanti.
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I plus del biometano
• fonte rinnovabile programmabile;
• riduzione della dipendenza dalle importazioni;
• sviluppo dell’economia locale;
• sostenibilità ambientale;
• un circuito chiuso;
• massima flessibilità.
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Motivazioni del progetto
OPPORTUNITA’ DI MERCATO E MIGLIORAMENTO DEL CONTO ECONOMICO




Soddisfare completamente la domanda di smaltimento del territorio
Produrre energia per autoconsumo e ridurre costi energetici
Utilizzare forte sinergia con impianto esistente
Migliorare ulteriormente prestazione ambientale
ATTUALE
PROGETTO
 Capacità impianto 36.000 t/a
 Veicoli in entrata giornaliera 35 (molti
veicoli piccoli)
 Personale 8 addetti
 Emissioni CO2eq evitate 7000 t/a
 Capacità impianto 50.000 t/a
 Incremento di 2,15 veicoli al giorno
(25 t/v x 560 viaggi/a / 260 gg)
 Personale 10 addetti
 Emissioni CO2eq evitate 11000 t/a
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Lo stato attuale
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Il progetto
Tettoia di nuova
costruzione
Digestore
Torcia
Gruppo di
cogenerazione e
Gasometro
Pretrattamento e
ricezione
Sala elettrica
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Principali vantaggi e svantaggi dei due processi
I principali vantaggi e svantaggi dei due tipi processi citati
precedentemente (digestione o biostabilizzazione/compostaggio)
possono essere così sintetizzati:
• la digestione anaerobica, produce energia rinnovabile (biogas)
a fronte del trattamento aerobico che consuma energia;
• gli impianti anaerobici, sono in grado di trattare tutte le tipologie
di rifiuti organici indipendentemente dalla loro umidità, a
differenza del trattamento aerobico che richiede un certo tenore
di sostanza secca nella miscela di partenza;
• gli impianti anaerobici, sono reattori chiusi e quindi non vi è
rilascio di emissioni gassose maleodoranti in atmosfera (se non
per la fase di ricezione e pretrattamento), come avviene invece
durante la prima fase termofila del trattamento aerobico.
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Come verrà gestito il sistema nell’impianto integrato di
Santhià
• Sistema aspirazione e trattamento arie
Tutti i capannoni in cui si trova il materiale in maturazione sono serviti dal sistema
di aspirazione che li mantiene in depressione evitando emissioni in atmosfera
(principalmente odorose) oltre a garantire l’aerazione necessaria al processo.
L’aria esausta è quindi mandata al biofiltro L’emissione di inquinanti nei fumi del
motore è controllata mediante trattamenti sul biogas (principalmente
desolforazione), post-combustione catalitica (per abbattimenti COT) e
caratteristiche di combustione del motore stesso (che assicura di rientrare nei
limiti di legge).
• Gestione delle acque
Le acque industriali prodotte sono in gran parte ricircolate all’interno del
processo. In particolare, le acque di percolazione derivanti dalla FORSU in
ricezione o in maturazione, sono completamente ricircolati internamente.
Il chiarificato ottenuto dalla centrifugazione è per metà riutilizzato e per metà
smaltito a depuratore idoneo esterno.
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Come verrà gestito il sistema nell’impianto integrato di
Santhià
• Gestione dei rifiuti
L’impianto nel complesso non ha un’elevata produzione di rifiuti da smaltire.
Nella sezione di raffinazione si producono materiali ferrosi e plastiche separate
dal sovvallo. Il sovvallo è riutilizzato come strutturante in testa al processo.
Nella sezione di pretrattamenti si producono materiali ferrosi, plastiche e inerti
vari (sabbie, vetro, ceramiche e altro). I solidi che sedimentano ed i surnatanti
estratti dal digestore vengono anche questi ricircolati all’interno dell’impianto
oppure, all’occorrenza, smaltiti in discarica.
Il digestato solido separato con centrifugazione viene mandato a
biostabilizzazione nel capannone di compostaggio.
• Emissioni sonore
Le emissioni acustiche verso l’esterno delle apparecchiature sono in gran parte
mitigate dal fatto che la maggior parte dei macchinari è inserita all’interno dei
capannoni, la cui struttura ha un potere fonoisolante tale da ridurre il disturbo
all’esterno entro i limiti di legge. Anche il cogeneratore (che nominalmente è la
macchina più rumorosa) verrà inserito in apposito container fonoisolato che
garantisce i limiti di soglia.
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PRECAUZIONI AMBIENTALI
 Il capannone di pretrattamento è confinato e posto in depressione. Tutta l’aria estratta è
trattata mediante biofiltro. Inoltre i digestori sono reattori chiusi e quindi non vi è rilascio di
emissioni gassose  ASSENZA DI INQUINAMENTO OLFATTIVO
 Il sistema di trattamento e combustione del biogas è dotato di torre di lavaggio chimico,
catalizzatore e sonda Leanox  EMISSIONI NEI LIMITI DI LEGGE
 Per la diluizione della miscela è previsto il riutilizzo dei percolati e di gran parte del
digestato liquido depurato  NESSUNO SFRUTTAMENTO DI FONTI IDRICHE
NATURALI A SCOPI PROCESSISTICI
 Le superficie dei locali di processo, nonché delle vasche di raccolta dei percolati, sono
ovunque impermeabilizzate da una soletta in cemento armato realizzata su un manto di
Geotessile ed uno strato di membrana bentonitica ad alta resistenza  NESSUNA
DISPERSIONE DI PERCOLATI NEL SOTTOSUOLO
 Il digestato solido è avviato a trattamento di post-compostaggio presso l’impianti esistente
 NESSUNO SPANDIMENTO DI DIGESTATO NON TRATTATO SUI TERRENI
CIRCOSTANTI
 In nessun caso i rifiuti sono stoccati o trattati al di fuori delle aree coperte. Inoltre le acque
meteoriche insistenti su superficie di transito veicoli sono sottoposte a trattamento di prima
pioggia  NESSUN INQUINAMENTO DELLE ACQUE SUPERFICIALI
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La proposta progettuale
DIGESTIONE ANAEROBICA E PRODUZIONE DI BIOGAS
 La digestione anerobica consiste nella degradazione, in assenza di ossigeno,
della sostanza organica contenuta nella miscela da parte di microrganismi,
durante la quale si sviluppa biogas, prevalentemente costituito da metano.
 La miscela è avviata in continuo dal pretrattamento Floraviwa al Digestore
Primario, costituito da un reattore mono-stadio completamente miscelato.
 Il Digestore opera in condizioni termofile (≥ 55°C), massimizzando le rese di
degradazione della componente organica. Il calore necessario viene fornito da
scambiatori termici che sfruttano il calore di combustione del biogas.
 Il biogas prodotto viene accumulato in apposito gasometro, e successivamente
avviato alle torri di lavaggio chimico e al chiller per la rimozione dell’umidità,
prima dell’alimentazione al cogeneratore.
Digestore primario
TECNOLOGIA
FLORAVIWA ACEA
PINEROLO
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La proposta progettuale
TRATTAMENTO DEL DIGESTATO
 Il digestato prodotto viene stoccato all’interno del Digestore secondario, da cui è
poi estratto e pompato ad una centrifuga per la disidratazione. La centrifuga
separa il digestato in una frazione solida ed una frazione liquida.
 Il digestato solido viene convogliato presso l’impianto di compostaggio
esistente, al fine di completarne il processo di maturazione.
 Il digestato liquido viene in gran parte utilizzato nel processo di compostaggio e
gli esuberi vengono avviati allo smaltimento esterno.
Impianto di compostaggio
Compost
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LA FASE ANAEROBICA
Schema di flusso del processo
Fossa di scarico
Apri sacchi
Vaglio a dischi
Scarti di
plastica
Scarti
leggeri
FLORAWIVA
Serbatoio di
equalizzazione
Digestore
anaerobico
Scarti
leggeri
Brevetto Acea
(2007) n.
EP2028162.
Brevetto Acea
(2007) n.
EP2020434
Scarti
pesanti
Brevetto Acea (2009) n. n.
TOA000736
Digestato
Scarti non
biogedradabili
Trattamento
fanghi
BIOGAS
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AD - ACEA PINEROLESE - Italia
Capacità impianto 50 000 t/a di FORSU
Abitanti serviti
150 000
Potenza installata 3,3 MW
Questo impianto rappresenta uno dei migliori e più moderni
esempi di digestione anaerobica in Europe.
Inizio esercizio nel 2006.
Impianto compostaggio
20 000 t/a
Impianto trattamento acque
reflue 75 000 abitanti.
Digestione anaerobica
50 000 t/a FORSU
Acque reflue
Biogas
CHP
Fanghi/digestato
Riscaldamento
urbano
Page  24
Stoccaggio
gas
Landfill
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La proposta progettuale
DIAGRAMMA DI FLUSSO E
BILANCIO DI MASSA
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Grazie per l’attenzione
STEFANIA MIRANDA
ENTSORGA ITALIA S.P.A.
Tortona – Italia
[email protected]
Page  26
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