Transcript Fischetti-Ecomondo 2014

Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
Biogas Leachate Recovery
(ENV/IT/000101)
Use of leachate injection in a non azardous waste
landfill managed as a bioreactor to enhance biogas
production amd to reduce environmental impact
Gestione Ambientale Integrata dell’astigiano S.p.A.
Politecnico di Torino
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
Impermeabilizzazioni
Emissioni
Sistemi di raccolta percolato
Sistema captazione biogas
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
Biolear è il progetto ideato da GAIA S.p.A. e dal Politecnico di Torino,
co-finanziato dal programma LIFE+ della Commissione Europea.
Biolear ha l’obiettivo di gestire la discarica per rifiuti non pericolosi di
Cerro Tanaro, (AT) come un “bioreattore”, sfruttando il percolato e le acque
di scarto per umidificare la massa di rifiuti per incrementare la produzione
di biogas da captare ai fini energetici.
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
GAIA si occupa dell’allestimento della discarica, gestisce e organizza le
attività del progetto, dalla regolazione del sistema, all’acquisizione dei dati e
alle azioni di divulgazione.
Ai Dipartimenti DISAT e DIATI del Politecnico di Torino, è affidata la
parte scientifica del progetto: monitoraggio geofisico, analisi chimiche da
effettuare sui rifiuti e sul percolato e divulgazione alla comunità scientifica
dei risultati.
Partner del progetto
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
Sito sperimentale di Cerro Tanaro: bioreattore anaerobico retrofit
Discarica per rifiuti non pericolosi (smaltimento finale dei rifiuti
non recuperabili )
Obiettivo: ridurre al minimo l’impatto ambientale
Fasi operative: costruzione, gestione operativa, gestione post
operativa (D.Lgs. 36/2003)
Discarica di Cerro Tanaro
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
Costruzione della discarica
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
Definizione S.W.A.N.A.
Una discarica controllata o una cella di discarica dove le condizioni dei liquidi
e dei gas sono gestite attivamente allo scopo di accelerare o promuovere la
biostabilizzazione dei rifiuti.
Definizione US-EPA
I bioreattori sono discariche in cui l’aggiunta controllata di rifiuti liquidi non
pericolosi o acqua, accelera la decomposizione dei rifiuti e la produzione di
biogas.
Una discarica di RSU o una porzione di discarica per RSU dove qualunque
liquido, diverso dal percolato o dal condensato di gas da discarica, è aggiunto
nella massa dei rifiuti (spesso in combinazione con il ricircolo del percolato)
per raggiungere un contenuto di umidità medio di almeno il 40% in peso, allo
scopo di accelerare o incentivare la biodegradazione anaerobica dei rifiuti.
La discarica come bioreattore
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
La sperimentazione si svolge presso la discarica di Cerro Tanaro. La parte di
discarica che ospita la sperimentazione ha un volume di 360.000 m3 (vasca A).
Con il progetto Biolear la discarica è gestita come bioreattore, sfruttando il
percolato e le acque di scarto per umidificare la massa di rifiuti.
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
Accelerare i processi biologici di degradazione della frazione biodegradabile dei
rifiuti
Aumentare la produzione e la possibilità di recupero energetico del biogas
Ridurre il contenuto di sostanze inquinanti contenute nei rifiuti, nel percolato e nel
biogas
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
Fattori che influenzano la degradazione
anaerobica metanigena
dei rifiuti
Fattore
Range ottimale
Riferimenti
Umidità
≥ 60%
Pohland (1986); Rees (1980)
Potenziale Redox
-200 mV
-300 mV
< -100 mV
Farquhar and Rovers (1973)
Christensen and Kjelden (1989)
Pohland (1980)
pH
6<pH<8
6,4<pH<7,2
Ehrig (1983)
Farquhar and Rovers (1973)
Alcalinità
200 mg/l
Max [acidi organici] = 3000 mg/l
Max rapporto ac.acetici/alcalinità = 0,8
Farquhar and Rovers (1973)
Farquhar and Rovers (1973)
Ehrig (1983)
Temperatura
40°C
41°C
34°C-38°C
Rees (1980)
Hartz et al. (1982)
Mata-Alvarez et al. (1986)
Idrogeno
Pressione parziale H2< 10-6 atm
Barlaz et al. (1987)
Nutrienti
Adeguati nella maggior parte delle discariche, ad eccezione di sistemi
particolarmente eterogenei
Christensen and Kjelden (1989)
Solfati
Se il contenuto è elevato, inibiscono la metanogenesi
Christensen and Kjelden (1989)
Inibitori
Concentrazioni che determinano un’inibizione intermedia:
Sodio
3500-5500 mg/l
Potassio
2500-4500 mg/l
Calcio
2500-4500 mg/l
Magnesio
1000-1500 mg/l
Ammonio
1500-3000 mg/l
Metalli pesanti
non significativo
Composti organici
solo in elevate quantità
McCarty and McKinney (1961)
Ehrig (1983)
Christensen and Kjelden (1989)
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
Fasi del progetto
Preparazione e predisposizione dei sistemi sperimentali
Caratterizzazione fisico-chimica dei rifiuti on site e in laboratorio (capacità di
campo, permeabilità dei rifiuti, test di infiltrazione, caratterizzazione geofisica)
caratterizzazione della discarica in condizioni «dry»
Caratterizzazione della discarica in fase di ricircolo del percolato
Regolazione dei sistemi di captazione del biogas e di iniezione del percolato
Acquisizione e analisi dei dati
Divulgazione
Materiali e metodi
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
Il sistema sperimentale è costituito dai
seguenti elementi:
1.
2.
3.
sistema di captazione e trattamento
del biogas per l’immissione di
energia elettrica in rete (potenza
massima di 330 kWel);
sistema di iniezione del percolato;
sistema di monitoraggio: sonde di
temperatura e sonde geofisiche per la
misura della conducibilità elettrica,
analisi qualitative e quantitative su
biogas, rifiuti e percolato.
S.p.A.
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
1.
Sistema di captazione del biogas
26 pozzi di captazione;
8 tubazioni orizzontali fessurate,
disposte ad anello (diametro 10m),
attorno a 8 pozzi di estrazione del
biogas;
Sistema di captazione perimetrale
3 stazioni di regolazione.
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
2.
Sistema di iniezione del percolato
Il percolato e le acque meteoriche sono
utilizzati per umidificare i rifiuti e per
sperimentare l’incremento della
produzione di biogas nel periodo di
post-gestione.
4 pozzi di iniezione verticale;
8 tubazioni orizzontali forate del
diametro di 20 m, disposte ad
anello, attorno a 8 pozzi di
estrazione del biogas;
8 tubazioni rettilinee disposte sulla
sommità della discarica.
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S.p.A.
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
3. Sistema di monitoraggio
Sonde di monitoraggio geofisico (misura della conducibilità elettrica e
monitoraggio della distribuzione dei fluidi all’interno della discarica)
Sonde termometriche in prossimità di 4 pozzi di estrazione del biogas
Analizzatore multiplexer installato sulla SRA (analisi in continuo della
composizione e portata del biogas)
Analizzatori portatili (qualità e portata del biogas, parametri di campo del
percolato)
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
Parametri monitorati percolato
Qualità del percolato (pH, Temperatura, COD, conducibilità
elettrica, ossigeno disciolto, ammonio, cloruri, azoto totale)
Quantità di percolato estratto e immesso
Distribuzione del fluido immesso
Parametri monitorati biogas
Qualità di LFG estratto (CH4, CO2, O2)
Quantità di LFG estratto
Emissioni di LFG (atmosfera e sottosuolo)
Parametri monitorati rifiuti
Caratteristiche dei rifiuti (composizione e umidità)
Assestamento e stabilità
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
Acquisizione e interpretazione dei dati: i dati di monitoraggio sono gestiti
con database web-GIS.
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
CTB107 CH4 m3/h and leachate injected
12
100
90
leachate injected per day m3/h
10
80
70
8
60
6
50
40
4
30
20
2
10
0
0
Risultati
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
leachate injected per day m3/h
CTB110 CH4 m3/h and leachate injected
12
12
10
10
8
8
6
6
4
4
2
2
0
0
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
leachate injected per day m3/h
CTB111CH4 m3/h and leachate injected
12
12
10
10
8
8
6
6
4
4
2
2
0
0
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
leachate production and injection
12
10
m3
8
6
4
2
0
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
COD mg/l
12
10
8
COD mg/l
6
4
2
0
NH4+ mg/l
12
10
8
NH4+ mg/l
6
4
2
0
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
14/01/2014
15/01/2014
S.p.A.
Progetto Bio.Lea.R. Life+ 2009
Grazie per l’attenzione