Business case: Impatto odorigeno

Il timore della diffusione di cattivi odori nelle zone limitrofe ad uno stabilimento di biometano è uno dei maggiori ostacoli all’insediamento dell’impianto. In questo articolo, presenteremo il lavoro svolto dal nostro team IGW che, impegnato nella progettazione e autorizzazione di un impianto a biometano prodotto da rifiuti organici provenienti dalla raccolta differenziata, ha dovuto svolgere una serie di analisi per la raccolta di dati volti ad assicurare il contenimento degli odori.

Il nostro team di professionisti ha seguito il progetto in tutte le sue fasi, dalla redazione di tutta la documentazione autorizzativa necessaria per l’avvio del progetto alle molteplici conferenze di servizio nelle quali il problema legato alla possibilità di diffusione di cattivi odori è emerso quale elemento ostativo.

Grazie all’expertise che IGW ha maturato nel corso degli ultimi anni nel settore biometano, il nostro impegno si è concentrato inizialmente nel fornire sufficienti garanzie ai diversi stakeholders, coinvolti a vario titolo in questi progetti: uno studio specifico è stato elaborato per determinare l’impatto odorigeno nelle diverse fasi del ciclo produttivo. Questo esame ci ha permesso di determinare i parametri essenziali di riferimento per la razionale progettazione degli impianti di abbattimento odori.

Mentre per la fase di ricezione e stoccaggio preliminare dei rifiuti erano disponibili diversi dati in letteratura, per le altre fasi (ad es. quella di essiccazione del digestato), non c’erano adeguati dati bibliografici. Pertanto, il team di progetto ha ritenuto opportuno effettuare un’indagine sul campo con l’obiettivo di raccogliere dati utili all’analisi e alla conseguente progettazione dei diversi presidi ambientali.

Il lavoro è stato condotto su un impianto di fermentazione anaerobica, tecnologia WET, alimentato con umido da raccolta differenziata.

Le analisi che ci hanno portato a determinare l’impatto e il flusso specifico di odore sono le seguenti:

1. ORGANICO IN ATTESA DI TRATTAMENTO
2. PRETRATTAMENTI
   1. MATERIALI ESTRANEI DERIVANTI DAL PRETRATTAMENTO, plastiche ecc..
   2. PUREA DI FORSU
3. AL TERMINE DELLA FERMENTAZIONE
   1. FRAZIONE LIQUIDA
   2. FRAZIONE SOLIDA DEL DIGESTATO
4. FLUSSO SPECIFICO DI ODORE E CARATTERIZZAZIONE CHIMICA DELL’EMISSIONE
   1. ESSICCAZIONE DEL DIGESTATO, in diversi tempi. Prova condotta in laboratorio presso l’Università di Bologna

La determinazione delle unità odorimetriche è avvenuta secondo la norma UNI EN 13725:2004.

Figura 1: Utilizzo di camera ventilata per campionamento emissione diffusa da areale passivo

L’ essiccazione del digestato, come detto in precedenza, risultava essere la fase di lavoro con quantità di dati, reperibili in letteratura, molto limitata. Per analizzare nel dettaglio questa emissione, il processo è stato riprodotto in laboratorio (figura 2) e le emissioni sono state campionate in tempi diversi: 10 min, 30 min, 60 min, 90 min dopo inizio essiccazione.

Poiché un buon rendimento di abbattimento dipende da diversi fattori, tra cui, l’esatta identificazione delle sostanze odorigene, caratteristiche chimiche delle stesse e relativa soglia olfattiva, per quanto concerne la fase di essiccazione si è deciso di effettuare una caratterizzazione completa dell’emissione: analisi olfattometrica, NH3, H2S , COV (speciazione di oltre 150 diversi composti).

Figura 2: Attrezzature impiegate per analisi emissione durante essiccazione

Tutti i dati raccolti sono stati impiegati per il dimensionamento degli impianti di abbattimento odori.

Metodologia impiegata per dimensionamento impianti

Il dimensionamento dei diversi presidi ambientali si è basato sulla stima del carico inquinante in ingresso agli impianti di abbattimento. La concentrazione di odore (OU, OUE/m3), emessa da ogni presidio ambientale, è stata calcolata moltiplicando la concentrazione di odore influente agli impianti di abbattimento per l’efficienza di abbattimento di ogni macchinario installato.

OU TOT = OU * ղ

OUTOT = Concentrazione di odore in uscita dall’impianto di abbattimento, OUE/m3
Ղ = efficienza abbattimento presidi ambientali

Formula 1: CALCOLO DELLE EMISSIONE ATTESA IN USCITA DA OGNI PRESIDIO AMBIENTALE

La concentrazione di odore influente ai diversi presidi ambientali, (formula 1 OU), è stata determinata sommando i contributi, flussi specifici di odore (SOER, OUE/m2 sec), di ogni diversa fonte presente nella sezione di impianto oggetto di analisi.

Esempio, per lo stoccaggio rifiuti in ingresso le fonti di odore erano rappresentate da:

• deposito rifiuti in ingresso,
• vasca purea FORSU,
• deposito preliminare rifiuti originati da pretrattamento organico.

Noto il flusso specifico di odore (SOER, OUE/m2 sec) originato dalle diverse fonti presenti in questa sezione di impianto, determinazioni A, B, Ba, Bb (misura in campo vedi elenco 1), è stato possibile determinare la portata di odore.

A questo punto, conoscendo i volumi di aria in gioco (da valutare attentamente il numero di ricambi d’aria all’ora attribuiti all’ambiente), l’aria esausta viene diluita con aria fresca aspirata dall’esterno, è possibile determinare la concentrazione di odore influente ai sistemi di abbattimento.

Nel caso specifico, a seguito della diluizione con aria fresca proveniente dall’esterno, la concentrazione di odore influente ai sistemi di abbattimento odori risulta essere pari a circa: 480 OU/m3.

È necessario ora considerare, per determinare la concentrazione di odore emessa, l’efficienza degli impianti di abbattimento che si intendono installare. Nel caso in esame è stato considerato un sistema di abbattimento costituito da scrubber e biofiltro. Allo scopo è stato fatto riferimento ai dati riportati nelle BAT (Commission, 2018)¹ e nella campagna di monitoraggio condotta da APAT (APAT, 2003)². Tra questi valori sono stati scelti:

• Scrubber: valore di efficienza registrato su uno scrubber simile con reagente acido, alcalino e ossidante; durante la campagna monitoraggio APAT, (sebbene considerevolmente inferiore ai valori riportati nel BAT) – 41%
• Biofiltro: considerato il numero di rilievi effettuati da APAT, abbiamo ritenuto opportuno impiegare il valore mediano – 96%.

Attribuite le efficienze di abbattimento, ad ogni singolo macchinario, è possibile quindi ottenere la concentrazione di odore emessa dagli impianti (tabella 3 sotto).

Il valore di concentrazione ottenuto è stato quindi impiegato nella definizione di uno degli scenari considerati all’interno dello studio di impatto olfattivo.

Lo studio di impatto olfattivo mediante simulazione modellistica meteodispersiva va a valutare l’impatto olfattivo presso i recettori sensibili. Di norma, in questi studi, si utilizzano tra diversi scenari:

• Garantito: con concentrazione in uscita dai biofiltri pari al limite di emissione
• Attuale: con concentrazione in uscita dai biofiltri ipotizzata in condizioni di esercizio a regime dell’impianto
• Worst Case: con concentrazione in uscita dai biofiltri in condizioni accidentali di esercizio dell’impianto.

Conclusioni

Analizzati gli scenari emissivi è stato possibile valutare la soluzione tecnica in grado di offrire le più ampie garanzie di ottenimento di una emissione con concentrazione di odore tale da non arrecare disturbo al territorio limitrofo.

Sulla base della analisi condotta si è optato per l’installazione di scrubber, operante con tre diversi liquidi di lavaggio, a monte del biofiltro.

Per il trattamento di questa emissione ci si affida ad un duplice trattamento: chimico-fisico (scrubber) + biologico (biofiltro). Lo scrubber installato a monte ha come funzione principale la riduzione del carico inquinante influente il biofiltro al fine di incrementarne l’efficienza. Lo scrubber è a triplo stadio: acido, basico, ossidante. Lo stadio acido servirà per l’abbattimento degli sfiati basici, come ammoniaca; lo stadio basico servirà per l’abbattimento degli sfiati acidi, come acidi inorganici, acidi organici, H2S, SO2. Infine è stato introdotto un terzo stadio ossidante per incrementare l’efficacia di abbattimento sui composti organici volatili (potenziale di ossido-riduzione predeterminato), sulle sostanze odorigene (tipicamente mercaptani e altre sostanze organiche solforate) e per ridurre il carico al biofiltro.

La riduzione del carico in ingresso al biofiltro, dovuta all’attività degli scrubber, associata ad un adeguato dimensionamento del biofiltro, permette che l’efficienza del biofiltro aumenti all’aumentare del tempo di permanenza (tempo di contatto) e al diminuire della portata di aria da trattare (portata specifica).

L’effetto combinato di adeguate portate d’aria, riduzione della portata di effluente, incremento dell’efficienza di abbattimento, ha come conseguenza una diminuzione della concentrazione di odore emessa, ed offre adeguate garanzie al contenimento dell’impatto olfattivo proprio di queste attività.

A seguito della presentazione all’autorità competente dello Studio Odorigeno, è stato autorizzato impianto per la produzione di 500 Sm3/h di Biometano da trattamento FORSU.

¹ Commission, E. (2018). Techniques for the prevention and control of odour. In Best available techniques, reference documents for waste treatment (p. 119).

² APAT. (2003). Metodi di misura delle emissioni olfattive - Manuali e linee guida 19/2003. APAT.