controllo degli impianti di incenerimento: criticità emerse · procedure di monitoraggio periodico...
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Cagliari, 25-26 marzo 2010Caesar’s Hotel – Sala conferenze
Controllo degli impianti di
a cura di Sandro Garro - ARPAT
Controllo degli impianti di incenerimento: criticità emerse
Premessa
� La Regione Toscana ha rivolto ormai da vari anni particolare attenzione al controllo degli impianti di
smaltimento rifiuti, che costituiscono una voce di indirizzo prioritaria negli atti di indirizzo per le attività
di ARPAT e, in particolare, agli impianti di incenerimento
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� In Toscana sono presenti:
� 8 impianti di incenerimento RU, alcuni anche di ospedalieri e farmaci per complessive 15 linee
� 4 impianti di incenerimento di rifiuti speciali, per complessive 5 linee
� Gli impianti sono tutti di dimensione medio-piccola
Premessa
� Negli ultimi anni alcuni eventi hanno portato a rivolgere particolare attenzione agli impianti di
incenerimento. In particolare si riporta:
I. 2005: superamento limiti emissioni per PCDD/PCDF su impianto rifiuti speciali
II. 2006: emissioni fumi viola da un impianto di incenerimento RU / rifiuti ospedalieri / farmaci
III. 2006: superamento limiti emissioni per PCCD/PCDF su impianto rifiuti urbani
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III. 2006: superamento limiti emissioni per PCCD/PCDF su impianto rifiuti urbani
IV. 2007: superamento limiti emissioni per PCDD/PCDF su impianto rifiuti urbani; nuovo
superamento dopo ripartenza
V. 2008: Alterazione dati SMCE per mascherare superamenti di CO e COT su impianto CDR
VI. 2008: superamento limite su fiale campionatore automatico PCDD/PCDF
VII. 2008-2009: frequenti segnalazioni di rifiuti radioattivi in ingresso
Esame dei casi
I. 2005: superamento limiti emissioni per PCDD/PCDF su impianto RS
� L’impianto è finalizzato al recupero di metalli preziosi; a tal fine è presente una torre di lavaggio con
riempimento ad anelli
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� Procedure di monitoraggio periodico sugli anelli
� Sostituzioni comunque più frequenti
� Miglioramento depurazione acqua in ricircolo. Tale operazione minimizza anche le emissioni di
mercurio
Correttivi
� Da indagini successive, si è evidenziato un effetto di accumulo di inquinanti sugli anelli fino a rilascio
per desorbimento
Esame dei casi
II. 2006: emissione fumi viola� In fase di combustione di RU, RSO e farmaci, viene registrata una fumata viola persistente
� Accertamenti sul campo hanno evidenziato presenza di iodio
� Non è possibile ricondurre l’evento a una tipologia specifica di rifiuti in quanto tutti ormai in fossa
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� Migliorare il livello di controllo per i farmaci provenienti da conferitori diretti (produttori o cliniche)
� Prevedere la possibilità di introdurre insieme al bicarbonato anche tiosolfato nel caso di possibile
presenza di bromo o iodio
� Mandato ad ARPAT per redazione linea guida “Criteri direttivi per impianti di incenerimento”
Correttivi
Esame dei casi
III. – IV. 2006-2007: superamenti PCDD/PCDF su impia nti RSU� Il primo caso di è verificato su un impianto che, al momento dei risultati, era in ristrutturazione. Alla
ripartenza il problema era risolto.
� Nel secondo, il primo controllo ha evidenziato una emissione pari a 6 volte il limite; i precedenti risultati
erano tranquillizzanti
� La ripetizione del campione dopo manutenzione straordinaria ha evidenziato valori pari a 3 volte il
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� Prevedere controlli sul carbone in ingresso e su tutti i fattori (ad esempio le modalità di stoccaggio)
che possono influire sulla capacità adsorbente
Correttivi
� La ripetizione del campione dopo manutenzione straordinaria ha evidenziato valori pari a 3 volte il
limite
� E’ risultato che il numero di iodio del carbone, per il cui approvvigionamento era stato recentemente
cambiato fornitore, era molto più basso di quanto previsto dal contratto di fornitura
Esame dei casi
V. 2008: alterazione dati SMCE
� La presenza di fluttuazioni per i parametri CO e COT, con frequenti superamenti, era stato adottato un
sofisticato sistema di alterazione dei dati emissivi, comprendente correzioni dirette, impostazioni ad
hoc su fondo scala e scarti tra valori, disallineamenti tra i fondi scala strumentali e del server
� Le difficoltà nel monitorare i parametri di processo permetteva di lavorare a basso carico durante i
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� Interventi impiantistici e gestionali “pesanti” per far rientrare gli inquinanti nei limiti di legge
� Implementazione della registrazione dei segnali relativi ai dati di processo
� Aumento delle condizioni di sicurezza sul software, garantendo la tracciabilità delle modifiche di
impostazione
Correttivi
� Le difficoltà nel monitorare i parametri di processo permetteva di lavorare a basso carico durante i
controlli ufficiali facendo risultare pieno carico con i parametri indiretti adottati
� La società che ha acquisito nel 2008 l’impianto ha fatto emergere queste criticità
Esame dei casi
VI. 2008: fiale campionatore automatico� Dopo un periodo caratterizzato da valori bassi sia per le fiale che per i campioni manuali, compresi
quelli ARPAT, sono stati riscontrati livelli di PCDD/PCDF, su un campione mediato su 20 giorni,
superiori al limite di riferimento su 8 ore
� Il sistema campionava per condensazione, con sonda raffreddata
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� Il costruttore ha implementato un protocollo di pulizia della sonda; l’anima viene estratta e lavata;
l’eluato fa parte del campione
� Stiamo testando anche gli altri 2 modelli di campionatore, basati su un principio diverso
Correttivi
� Il sistema campionava per condensazione, con sonda raffreddata
� L’identificazione dei picchi ha evidenziato la predominanza dei composti a maggior peso molecolare
� Si era avuto un effetto memoria con rilascio successivo
Esame dei casi
VII. 2008-2009: radioattività� La regione Toscana ha da anni prescritta l’installazione di un portale per il rilevamento dei carichi
radioattivi in caso di trattamento di rifiuti ospedalieri
� Recentemente, anche alla luce delle LGN, il dispositivo è stato previsto anche per i carichi di RU
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� Contatti con le ASL e le Cliniche Universitarie perché rivedano le procedure sanitarie
Correttivi
� Il portale segnala radioattività sopra soglia in alcuni casi anche più volte al giorno; la segnalazione
comporta il fermo di un mezzo per qualche giorno
� Quasi sempre si tratta di iodio, usato per trattamento di pazienti in day hospital
� Criticità in particolare su Pisa, dove è presente un centro di riferimento nazionale
Progetto di controllo
Atti regionali
� Nel 2008 vengono emanate 2 D.G.R.T., la 272/08 e la 652/08 riportanti criteri direttivi per la gestione e
il controllo degli impianti di incenerimento
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il controllo degli impianti di incenerimento
� Nell’occasione sono state formalizzate anche le linee guida ARPAT sui SMCE del 2007
� La Regione attiva e finanzia per il 2009 due progetti straordinari di controllo, uno sugli impianti di
gestione dei rifiuti, uno sul controllo delle emissioni e dei SMCE, entrambi con particolare riferimento
agli impianti di incenerimento
Progetto di controllo
Linea inceneritori
� Controllo amministrativo sui rifiuti in ingresso; previsione di controllo analitico su CDR; definizione
procedure di gestione portali
� Esecuzione di un controllo analitico l’anno su tutti i parametri in autorizzazione relativi ad emissione e
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� Esecuzione di un controllo analitico l’anno su tutti i parametri in autorizzazione relativi ad emissione e
scarichi, compresi IAR e fiale campionatori automatici
� Verifica su ceneri e scorie (in fase di messa a punto la determinazione del carbonio residuo nelle
scorie)
Progetto di controllo
Linea inceneritori
� Tutto questo comporta forti investimenti in strumentazione (sia per il prelievo che per il laboratorio) e
personale
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� Sono state impiegate a pieno le due strutture specialistiche per il controllo dei microinquinanti e attivati
4 gruppi per il resto dei parametri emissivi
� Complessivamente si tratta di 20 operatori utilizzati per i prelievi, per un totale di circa 2000 ore uomo
per gli inceneritori, oltre quelli dedicati alle attività di controllo ispettivo e sulle altre matrici (circa
altrettanti)
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Progetto di controllo
� Verifica taratura strumenti
� Verifica formule di calcolo e logiche dei sistemi di gestione e monitoraggio
Linea SMCE
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� Verifica rispetto delle prescrizioni e dei disposti di legge per quanto attinente gli automatismi di blocco
� Valutazione delle criticità connesse alla violabilità dei dati
� Produzione di sistemi di elaborazione dati a partire dai vari livelli di elaborazione (grezzi, elementari,
mediati, normalizzati)
� Predisposizione di un sistema di elaborazione dati elementari (se trasmessi) e di confronto con le
medie fornite come report dei SMCE
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Progetto di controllo
� Il progetto ha richiesto una forte integrazione tra il personale preposto alle attività sul territorio o ai
prelievi alle emissioni con quello delle reti e, ancor più, con informatici
Linea SMCE
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� Il lavoro, già presentato nella sessione precedente, ha richiesto di accedere al sistema di gestione
SMCE a volte attraverso le interfacce utente, a volte acquisendo tabelle di sistema e database.
� Difficoltà sono incorse in quanto tutti gli impianti visitati presentavano peculiarità particolari; in nessun
caso i criteri di verifica adottati per un impianto sono risultati riutilizzabili tal quali su un altro
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Progetto di controllo
� Sugli 8 impianti verificati sono risultati presenti:
Linea SMCE
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� 4 installazioni ABB, di cui 1 con normalizzazioni sui dati elementari, 3 sulle medie
� 2 installazioni OPUS, con normalizzazioni sui dati elementari
� 1 installazione Environment, con normalizzazione sulle medie; il software SMCE è realizzato con
“logica industriale”
� 1 installazione di altro fornitore, sostituita
Software SMCE
ABB� Il sistema prevede vari livelli di accesso; al livello superiore possono essere cambiati tutti i valori
impostati
� Sull’installazione che ha mostrato nel 2008 alterazioni di dati è stato implementato un sistema di
tracciamento degli accessi con registrazione in unità esterna delle stringhe digitate dai singoli
operatori. Nell’ultima versione è difficile da violare in quanto il sistema di tracciamento parte a monte
di explorer.
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di explorer.
� Il sistema tiene traccia dei dati a livello di strumento/data logger come medie mobili sul minuto. Tiene
traccia dei dati grezzi in millesimi di fondo scala, dei dati elementari, delle medie, delle medie corrette
su QAL2. Salvo che sia espressamente acquistata l’opzione, i dati non sono però esportabili né per il
gestore, né per l’organo di controllo.
� Mentre è risultato possibile violare il software SMCE, più difficile appare operare sui dati di strumento
(considerazione comune per tutti)
� L’integrazione con i sistemi di gestione (DCS) è buona se tutto il sistema è ABB, difficoltosa se si
tratta di sistemi preesistenti (considerazione comune per tutti)
Software SMCE
Opus
� La versione inizialmente verificata risultava “debole” sia sulla tracciabilità che sulla violabilità
� Storicizzati solo i dati strumentali, i dati elementari normalizzati, le medie. Spesso i dati elementari
venivano cancellati a fine giornata
� Il data base era costituito da un file access protetto da password
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� Il data base era costituito da un file access protetto da password
� A seguito delle prime osservazioni, è in fase di realizzazione una nuova versione che traccia anche i
dati non normalizzati e prevede maggior consistenza strutturale.
� Da risolvere il nodo sulla normalizzazione
Software SMCE
Environment
� Sistema perfettamente integrato con il DCS su cui agisce con retroazione
� Scarsamente “amichevole” come interfaccia utente, fatta salva la visualizzazione delle medie; le
stesse impostazioni sono in tabelle da esportare in formato testuale
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stesse impostazioni sono in tabelle da esportare in formato testuale
� Storicizza tutto; tutte le informazioni sono estraibili ma le tabelle relative ai criteri di validazione dei dati
singoli (più di una per parametro) sono in linguaggio binario, i criteri, relativi alla stringa esadecimale
equivalente
� Difficile estrarre ed elaborare le informazioni, ma difficile anche alterare i dati, che peraltro sono
presenti in sincrono in due diverse unità, per il numero e la complessità delle tabelle
� L’enorme mole di dati rende brevi i tempi di conservazione (40 giorni)
Esito controlli SMCE
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strumenti fondi scala altri criteri di invalidazione
formule calcolo
dispositivi blocco automatico
altre sanzioni non SMCE
A OK OK OK OK OK NOB OK OK OK OK OK NO
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B OK OK OK OK OK NOC OK bassi OK OK OK SìD OK bassi OK OK NO NOE sostituiti OK OK non corrette NO SìF sostituiti bassi non corretti non corrette NO SìG OK bassi non corretti OK OK SìH OK OK OK OK OK Sì
Criticità emerse
Diossine
� Poche strutture accreditate sul metodo di riferimento per campionamento e analisi
� Nel calcolo delle sommatorie è previsto di sommare la metà del limite di rilevabilità per composti non
dosati; dove la strumentazione non ha adeguata sensibilità si introduce una ulteriore fonte di
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dosati; dove la strumentazione non ha adeguata sensibilità si introduce una ulteriore fonte di
incertezza
� I campionatori automatici, anche da quanto emerso da un confronto tra le Agenzie, possono portare a
determinare valori non connessi all’effettiva emissione nel periodo di riferimento
� Gli eventuali “superamenti” registrati per periodi prolungati con campionatori automatici come li
consideriamo?
Criticità emerse
Polveri
� è una misura indiretta; il segnale (in genere riposta ottica alla presenza di particelle nel fascio
incidente)deve essere correlato al valore dell’analita letto (gravimetria)
� sono tarabili esclusivamente nelle condizioni riproducibili al camino e quindi su range contenuti
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� sono tarabili esclusivamente nelle condizioni riproducibili al camino e quindi su range contenuti
� per impianti, come gli inceneritori, nei quali la sezione di trattamento fumi è particolarmente efficiente
e attenua qualsiasi variazione a monte. L’eventuale introduzione di particolato a valle o la
disattivazione di parte della linea di trattamento permette di ricavare valori emissivi maggiori, ma,
trattandosi di risposte “ottiche”, introduce polveri di granulometria maggiore e porta a gravi errori
nella costruzione della retta di taratura, con sottostima.
� visto che il valore è sempre pressoché costante, perché non “aggiustarlo” al valore normalmente letto
in autocontrollo? (come ci è capitato di vedere in 2 casi distinti)
Criticità emerse
Fondi scala
� Perché una media di 30 numeri superi un valore occorre che almeno alcuni di questi lo superino
� Se si pone un fondo scala minore o uguale (ma anche di poco maggiore) al limite sulla semiora, il
superamento potrebbe avvenire soltanto in caso di valori di ossigeno molto elevati (per problemi di
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normalizzazione)
� Tale situazione è stata riscontrata su 3 o 4 impianti
� Ma lo stesso limite sul fondo scala è “pericoloso”. Su un sistema caratterizzato da elevate fluttuazioni
come un inceneritore di piccola taglia, annullare i valori eccedenti la soglia, soprattutto se non fosse
impostato correttamente il criterio della percentuale di dati validi può portare a perdite ingisutificate di
dati
� Meglio porre i valori eccedenti pari al fondo scala, demandando ad altri criteri l’invalidazione
� Attenzione: i fondi scala vanno sempre considerati sui dati non normalizzati!!
Criticità emerse
Altri criteri di invalidazione
� Il criterio degli scarti tra 2 valori (strumentali o comunque non normalizzati) permette di escludere i
picchi presumibilmente riconducibili a fenomeni “elettrici” e non ad effettive crescite legate ad
emissioni anomale. Da calibrare attentamente sulla base di dati storici
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emissioni anomale. Da calibrare attentamente sulla base di dati storici
� Il criterio dello scarto massimo tra 2 valori nella semiora comporta l’invalidazione della media. Da
utilizzare con estrema cautela o disattivare per gli inceneritori in quanto derive in crescita sono
comuni. Utilizzare sempre e comunque dati non normalizzati, altrimenti è difficoltoso capire l’entità da
impostare
� Il criterio di scarto tra 2 medie prevede ovviamente dati normalizzati. Da utilizzare sulla base di dati
storici
� In un caso è stata prevista una validazione di “secondo livello” ovvero una verifica da parte di un
operatore dell’impianto, con un giustificativo specifico per i casi di invalidazione. Il “costo” è eccessivo
in termini di operatori necessari.
Criticità emerse
Blocchi automatici
� Il D.Lgs. 133/05 prevede 3 casistiche di blocco automatico dell’alimentazione:
� prima del raggiungimento degli 850°C (per RU) in po st-combustione
� se la temperatura scende al di sotto di 850° durante il funzionamento
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� se la temperatura scende al di sotto di 850° durante il funzionamento
� se, a causa di un guasto ai dispositivi di depurazione dei fumi, si supera il limite semiorario in
emissione
� Le prime due condizioni sono praticamente equivalenti quanto a dispositivi; si tratta comunque di
legare una temperatura ad un meccanismo. Entrambi i “dati” sono in genere gestiti dal software del
DCS
� L’ultima condizione richiede invece una forte interazione tra software SMCE e DCS; in 3 impianti, con
scarsa possibilità di interazione, non era stata implementata
Criticità emerse
Stati impianto� Caratterizzare bene lo stato dell’impianto è fondamentale per:
� valutare la corretta interpretazione dei dati SMCE e le invalidazioni connesse ad impianto fermo
� verificare il carico d’impianto durante i prelievi
� verificare le corrette impostazioni dei dispositivi di blocco automatico
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� verificare le corrette impostazioni dei dispositivi di blocco automatico
� Il carico effettivo di impianto (pesate, avanzamento nastro, ecc.) è misurato in maniera discontinua e
con forti errori
� La portata di vapore, spesso proposta, risente del vapore derivante dal combustibile ausiliario
� Il blocco è definito sulla base di segnali tipo ON/OFF non “monitorabili” e difficilmente verificabili a
posteriori
� Piuttosto diffusi i “pulsanti”: “FERMO DA OPERATORE”
Invece:
Criticità emerse
Normativa� Gli impianti di incenerimento sono autorizzati secondo la normativa IPPC o la parte IV del
D.Lgs.152/06, ma il Decreto specifico è autoconsistente sotto il profilo prescrittivo e sanzionatorio
� Gli adempimenti alle disposizioni D.Lgs. 133/05 sono svincolati dagli atti autorizzativi, essendo
prevista una scadenza e la permanenza, fino a rinnovo dell’atto precedente
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� A complicare il tutto, nei vari commi dell’articolo 19 del D.Lgs. 133/05, i riferimenti ai commi cui si
applicano determinate sanzioni sono palesemente errati.
Sanzioni
prevista una scadenza e la permanenza, fino a rinnovo dell’atto precedente
� Si definiscono due situazioni non concettualmente equivalenti:
� non incenerire
� non alimentare
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Conclusioni
Sviluppi
� ARPAT manterrà il livello di controllo attuale sulle emissioni, potenziando le proprie capacità di risposta
con l’acquisto di nuova strumentazione
� Manterrà il livello attuale di controllo per gli aspetti gestionali, sui dati e sui criteri di invalidazione
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� Porterà avanti un tavolo di concertazione con i gestori per definire tutti i numerosi aspetti ancora non
chiariti (soprattutto sugli stati impianto)
� Spera che un progetto, proposto come accordo con i gestori e le Categorie e da questi rifiutato,
consistente nella trasmissione dei dati elementari e mediati presso una piattaforma ARPAT, possa
svilupparsi
� Predispone criteri di impostazione ed elaborazione dati da rendere cogenti con i rinnovi delle
autorizzazioni, se non come intervento correttivo
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Ringraziamenti
Ringrazio in colleghi che hanno partecipato al progetto di controllo sugli inceneritori:
� Per le attività di prelievo e analisi:
� Giorgio Croce, Milo Vignali e i “ragazzi” di Arezzo, Firenze, Massa, Livorno, Lucca
� Per il controllo degli impianti:
� le strutture territoriali competenti
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� le strutture territoriali competenti
� Per la parte SMCE:
� Federico Ferri per tutta la parte informatica, compresa la comprensione delle logiche dei sistemi
� Simone Lucarotti per l’approccio all’esame dei dati
� Claudio Bondi, Marco Stefanelli, Guglielmo Tanganelli per il loro grosso contributo alla messa a
punto del sistema
� La Direzione di ARPAT e della Regione
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