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 giornaliera – MO = 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:
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
