La gestione dei rifiuti Ermanno Barni – ENEA. Le origini del problema Rifiuti e sviluppo...

La gestione dei rifiuti

Ermanno Barni – ENEA

Le origini del problema

Rifiuti e sviluppo sostenibile

La gerarchia delle priorità

L’importanza della Raccolta differenziata

I sistemi territoriali di gestione

Le tecnologie di trattamento, recupero e smaltimento

Le nuove tecnologie

Rifiuti urbani

Discarica

Rifiuti urbani

Discarica

Riciclo

Rifiuti urbani

Discarica

Riciclo Incenerimento

RURaccolta differenziata

dell’umido

Compostaggio

Discarica

Raccolte differenziate

Trattamenti(selezione)

Raccolta del rifiuto indifferenziato

Eventualipretrattamenti

di selezione

Incenerimento conrecupero energetico

Sistema produttivo

Schema concettuale di sistema integrato di gestione


dell’umido

Compostaggio

Discarica





di selezione


Sistema produttivo/mercato


dell’umido

Compostaggio

DiscaricaSistema

produttivo





di selezione


60 40

6 19

25

6

Flussi relativi a sistema integratocon mix di cicli di gestione dell’indiff.to

Un sistema di gestione dei rifiuti urbani può essere realizzato con logiche e modalità tecniche diverse.

Un sistema è evidentemente tanto migliore quanto più alta è la percentuale di materiali riciclati o recuperati e quanto più bassa è la frazione che viene smaltita in discarica.

Esistono dei limiti, essenzialmente economici ma anche ambientali, al recupero di materiali ed energia; analogamente, permane comunque la necessità di discariche per i residui delle operazioni di trattamento e recupero.

Elementi caratterizzanti e limiti intriseci

Impatto ambientale estremamente positivo a livelloterritoriale ampio, riduzione degli impatti anche

a livello locale ma necessità di nuove localizzazioniimpiantistiche, tra cui i termovalorizzatori

Crescita dei costi diretti, della complessitàe della capacità di gestione del sistema pubblico

Presenza non marginale di discariche (30-50%in peso, anche se con volumi e impatti ridotti)







Le nuove tecnologie

Selezione meccanica

Trattamenti meccanico-biologici (TMB)

Compostaggio

Combustione (incenerimento)

Discarica (interramento)

Trattamenti chimico-fisici

TECNOLOGIE/IMPIANTI PER LA GESTIONE DEI RIFIUTI


dell’umido

Compostaggio

DiscaricaSistema

produttivo





di selezione


60 40

6 19

25

6

Flussi relativi a sistema integratocon mix di cicli di gestione dell’indiff.to

SELEZIONE MECCANICATRATT. MECC.-BIOL.

Il ciclo tecnologico di gestione della frazione indifferenziata del rifiuto urbano può essere realizzato in diversi modi, cui corrispondono elementi di impatto e sostenibilità differenti.

Anche se quantificabili, essi non sono facilmente confrontabili tra loro per dar luogo ad una “scala di valori” universalmente accettata e condivisa.

Non deve pertanto sorprendere la notevole differenziazione che si riscontra, tanto a livello nazionale che internazionale, nelle varie situazioni ed ambiti territoriali, anche avanzati.

L’impianto di incenerimento

Accettazione rifiuti

Stoccaggio rifiuti

Alimentazione rifiuti

Incenerimento

Produzione vapore

Sistema di controllo

Depurazione fumi

Produzione en. elettrica

Rimozione scorie

Fumi caldi

combustione

Fumicaldaia

vapore

turbina

depurazione fumi

abbattimentoinquinanti,filtri

energia elettrica

CO2, H2O,residui inquinanti

rifiuti

recupero energeticoforno

RIFIUTI

Cicli applicati in Italia per la valorizzazione energetica dell’indifferenziato residuale

combustione del rifiuto indifferenziato “tal quale”;

combustione della sua sola frazione secca;

produzione e combustione di CDR da selezione meccanica;

produzione e combustione di CDR da bio essiccazione.

IncenerimentoIncenerimento

Discarica

Recupero energetico da RU: incenerimento del “tal quale”

Ceneri e scorie27

100

SelezionemeccanicaSelezionemeccanica

Incenerimento(inceneritori o

impianti industriali)



BiostabilizzazioneBiostabilizzazione

CDR

Frazione organica Residui

Ceneri e scorie

Discarica

Recupero energetico da RU: : CDR da selezione meccanica

35

10

35

5





Trattamentobiologico

Trattamentobiologico

SelezionemeccanicaSelezionemeccanica

CDR

Discarica

Ceneri e scorie

Residui

Recupero energetico da RU: : CDR da bioessiccamento

15

55

10

Emissioni in atmosfera ed energia prodotta

Indifferenziato combusto (%)

Fumi per tonn. di

indiff. Nm3

Fumi per tonn.

combusta Nm3

Energia elett.

prodotta KWh

Combustione “tal quale” 100 4.700 4.700 560

Combustione fraz. secca 55 3.600 6.545 470

Combustione CDR 33 2.400 7.270 350

Scorie, ceneri e scarti (kg)

Totale comprensivo di

FOS (kg)

Combustione “tal quale” 270 270

Combustione fraz.ne secca 185 375

Combustione CDR 291 521

Fabbisogno di discarica

La valenza ambientaledel recupero di energia da rifiuti

Contributo alla riduzione delle emissionidi gas serra

L’nceneritore come “emettitore nullo”in termini di impatto globale

Da molti anni tutte le realizzazioni impiantistiche (non solo ambientali) sono oggetto di contestazioni da parte delle popolazioni interessate e, anche se meno frequentemente, dalle amministrazioni locali.

Sugli impianti di incenerimento si focalizza in genere il massimo del dissenso.

Tali contestazioni sono oggi fondamentalmente strumentali, essendo superati, negli impianti moderni, i problemi ambientali tipici di questa fase del ciclo di gestione dei rifiuti.

Stima delle emissioni di diossine in Germania negli anni 1990 – 2000

Anni 1989 - 90Anni 1989 - 90 Anni 1994 - 95Anni 1994 - 95 Anni 1999 - 2000Anni 1999 - 2000

g TE/ag TE/a %% g TE/ag TE/a %% g TE/ag TE/a %%

Incenerimento RifiutiIncenerimento Rifiuti 400400 33,033,0 3232 11,011,0 < 2< 2 < 3< 3

Industria metallurgicaIndustria metallurgica 750750 62,062,0 220220 75,375,3 < 40< 40 < 57< 57

Centrale termoelettricaCentrale termoelettrica 55 0,40,4 33 1,01,0 < 3< 3 < 5< 5

Caldaie industrialiCaldaie industriali 2020 1,61,6 1515 5,15,1 < 10< 10 < 15< 15

Altri processi termiciAltri processi termici 11 0,10,1 < 1< 1 < 0,3< 0,3 < 1< 1 < 1< 1

CrematoriCrematori 4 4 0,30,3 22 0,70,7 < 2< 2 < 3< 3

TrafficoTraffico 1010 0,90,9 44 1,41,4 < 1< 1 < 1< 1

Combustione Combustione domesticadomestica

2020 1,71,7 1515 5,15,1 1010 < 15< 15

T O T A L E T O T A L E 12101210 100100 292292 100100 < 70< 70 100100

Fonte: UBA Agenzia Federale Tedesca per l’Ambiente

Concentrazioni medie di cocaina

a Roma e dintorni (inverno ‘05)

0.0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

Bis

sola

ti

Fer

mi

Cin

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-3

0.00

0.03

0.06

0.09

0.12

0.15

CaffeinaCocaina

caff

ein

a coc

aina

La quantità di diossina originata daifuochi di artificio nella nottedel 31 dicembre 1999 è pari a quellaemessa dall’inceneritore di Londrain 100 anni di funzionamento

Studio dell’Agenzia per la protezione dell’Ambiente del Regno Unito







Le nuove tecnologie

Tecnologie avanzate e/o innovative

TMB – bioessiccazione

Digestione anaerobica

Trattamenti termo-meccanici o meccano-chimici(pressoestrusione, Thor, stabilizzazione chimica ecc.)

Discarica – bioreattore

Principi attivi di origine vegetale

………

TMB50.000 t/a

Perdite diprocesso

10

materiali

2

FOS alriutilizzo 3 Scarti

10-20

discarica

“CDR” 15-25

Co-incenerimentocon rifiuti speciali

Produzionecombustibili

derivati

FOS 10

Ipotesi di ciclo di gestione dell’indifferenziatoper flussi medio-bassi

Tecnologie innovativedi rec.ro

energetico

energiaBioreattore

Tecnologie innovative di valorizzazione energetica

Si basano essenzialmente su processi di:

GASSIFICAZIONE

PIROLISI

Spesso in combinazione tra loro nonché sull’uso della

TORCIA AL PLASMA

GASSI FI CAZI ONE DI TI PO "TERMI CO"

PIROLISI/GASSIFICAZIONE

COMBUSTIONEGENERATORE DI

VAPORETRATTAMENTO

FUMI

PRODUZIONE ENERGIA

ELETTRICA

CENERI/CHAR RESIDUI

CA

MIN

O

VAPORE

RIFIUTO

PRODUZIONE ENERGIA

ELETTRICA

TURBINA /MOTORE ENDOT.

TRATTAMENTO GAS

PIROLISI/GASSIFICAZIONE

CENERI/CHAR RESIDUI TAR

RIFIUTO

CA

MIN

O

SYNGAS PULITO

SYNGAS GREZZO

SYNGAS GREZZO

FUMI

GASSI FI CAZI ONE DI TI PO "ELETTRI CO"

COMBUSTIONE IN 2 STADI

(INCENERIMENTO)

COMBUSTIONE IN 2 STADI

(INCENERIMENTO)

Ceneri

“Convenzionale” e “Nuovo” a confronto

Combustione Gassificazione/pirolisi

Impatto ambientale: Molto buono Potenzialmente migliore

Recupero energetico: Buono Potenzialmente superiore

Recupero sottoprodotti e residui:

I n sviluppo Migliore anche se mercato non stabile. Potenziale recupero di materia.

Aspetti tecnici Tecnologia consolidata ed affi dabile

Problematiche tuttora irrisolte (1)

Aspetti gestionali: (2) Definiti e controllabili Non ancora dimostrati

Costi di investimento ed esercizio:

Piuttosto elevati, ma definiti

Non facilmente definibili, ma similari a combustione o

superiori

(1) Pulizia del gas di sintesi, alimentazione rifiuti e scarico residui, diffi coltà di “scale up”, elevati consumi endogeni, ecc.

(2) Controllo del processo, affi dabilità, richiesta di manutenzione, sicurezza

In generale, le tecnologie innovative di

Valorizzazione energetica dei rifiuti urbani

non hanno ancora raggiunto un livello

di sviluppo definibile come “commerciale”.

Fanno eccezione la gassificazione “termica” e

alcune applicazioni della torcia plasma

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