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CAMPIONATORE IN CONTINUO DI PCDD/F e PCBDL

ALLE EMISSIONI INDUSTRIALI

“EMISSIONE DI PCDD/F DA IMPIANTI DI

INCENERIMENTO RIFIUTI URBANI”

Progetto sviluppato: Ing. Vincenzo Oliveri

Responsabile Progetto: Dr.ssa Anna Bonura

PCDD/F in continuo - Indice

ARPA - Settore APC – U.O. AP - CR SMEA Vincenzo Oliveri

ARGOMENTI TRATTATI:• Premessa

– Inquadramento normativo

– Perché lo studio

– Stato dell’arte in Lombardia

• Sviluppo del progetto– Andamento delle concentrazione medie dei congeneri (quantità e

tossicità equivalente)

– Impronta del processo di combustione

– Attendibilità campionatori in continuo

• Applicazione BAT 30 Brefs

• Proposta di revisione D.g.r. 3019/2012– Manuale di gestione del campionatore PCDD/F in continuo

• Conclusioni

D.g.r. 15 FEBBRAIO 2012 – n. IX/3019

PCDD/F in continuo - Normativa

3.1 - CRITERI DI UTILIZZO DEL SISTEMA DI CAMPIONAMENTO IN CONTINUO

• Obbligo per tutti gli impianti di incenerimento dell’installazione di sistemi in continuo delle diossine

• Attivazione del sistema di campionamento in continuo delle diossine con frequenza mensile (≥ 15 gg di funzionamento, comprensivo di eventuali periodi di avvio e arresto)

• Il Gestore dovrà provvedere nell’anno solare all’analisi di almeno 6 campioni analizzati dei 12 mensili campionati

• Comunicazione del mancato campionamento mensile all’ACC


UNI CEN/TS 1948-5Determinazione della concentrazione in massa di PCDD/F e PCB dioxin-like

Parte 5: Campionamento a lungo termine di PCDD/F e PCB

21/05/2015

PUNTO DI PARTENZA:• Testare la rispondenza delle performance dei campionatori installati a

quanto previsto dalla attuale specifica tecnica UNI CEN/TS 1948-5;

• Ridefinizione normativa in essere

– Proposta di revisione e/o implementazione della DGR 3019/12

– Emissione di una specifica linea guida regionale sulle modalità digestione, controllo, valutazione dei dati dei campioni ottenuti con lastrumentazione in continuo

PCDD/F in continuo - Premessa


PCDD/F long term– Stato dell’arte


Codice IPPC:1.1 Combustione di combustibili ≥ 50 MW

2.2 Produzione ghisa e acciaio

2.4 Funzionamento fonderie metalli ferrosi

2.5 b) fusione e lega metalli non ferrosi

3.1 a) Produzione di clinker (>500 Mg/g o 50 Mg/g)

5.2 Impianti di incenerimento e coincenerimento rifiutiAltro Tutte le altre attività

Situazione in Lombardia:

PCDD/F long term – Stato dell’arte


• CAMPIONATORE CON IL METODO A SONDA RAFFREDDATA (AMESA)commercializzato da società Environnement

• CAMPIONATORE CON IL METODO A DILUIZIONE (DMS – Dioxin Monitoring System) commercializzato da Società Labservice Analytica

• CAMPIONATORE CON IL METODO A FILTRO CONDENSATORE(DECS – Dioxin Emission Continuous System) commercializzato Società Tecora

PCDD/F in continuo


IMPIANTOCAPACITÀ

INCENERIMENTO [t/a]

E 1 E 2 E 3 NOTE

A2a - Brescia 795.631 DECS DECS DECS

A2a - Silla 2 502.248 AMESA AMESA AMESA

Accam 107.000 AMESA D AMESA D >>

Acsm Agam 84.164 AMESA D >> >>N. 2 linee confluenti

in una emissioneLinea Reti e

Impianti69.805 DECS DECS >>

Bea 56.644 AMESA D >> >>N. 2 linee confluenti

in una emissione

Core 71.000 DECS DECS DECS

Lomellina Energia

380.000 DECS DECS >>

Prima 161.960 DMS DMS >>

Rea Dalmine 154.000 DMS DMS >>

Silea 86.736 AMESA D >> AMESA D

PCDD/F in continuo – Stato dell’arte


PCDD/F in continuo – Stato dell’arte

Conformità strumentale alla CEN TS 1948/5:

AMESAAMESA: NO, AMESA-D: SI tramite implementazione sistema di filtrazione e

aggiornamento del Firmware

DMSLa tipologia degli eventuali up-grade verrà stabilito nel momento in cui laTS diventerà Norma

DECSSI, tramite aggiornamento del Firmware

CRITICITÀ STRUMENTALE

1. No conformità degli AMESA;

2. Aggiornamento AMESA D e DECS

3. Percorso aggiornamento DMS


< [pg/Nm3] < [pg/Nm

3] < [pg/Nm

3] < [pg/Nm

3] < [pg/Nm

3] < [pg/Nm

3] < [pg/Nm

3] < [pg/Nm

3] < [pg/Nm

3] < [pg/Nm

3] < [pg/Nm

3] < [pg/Nm

3]

2,3,7,8 TCDD 1 < 0,0117 < 0,0114 < 0,0110 < 0,0103 0,0143 < 0,0111 < 0,0105 < 0,0105 < 0,0104 0,0103 < 0,0095

1,2,3,7,8 PeCDD 0,5 < 0,0133 0,0187 < 0,0126 < 0,0118 0,0538 0,0268 0,0140 < 0,0120 < 0,0119 0,0185 0,0327

1,2,3,4,7,8 HxCDD 0,1 < 0,0200 0,0262 < 0,0189 < 0,0176 0,0597 0,0283 0,0259 < 0,0179 < 0,0178 0,0338 0,0263

1,2,3,6,7,8 HxCDD 0,1 0,0934 0,0880 0,0368 0,0757 0,1905 0,0874 0,0715 0,0432 < 0,0193 0,0905 0,0956

1,2,3,7,8,9 HxCDD 0,1 0,0511 0,0496 < 0,0220 0,0417 0,0876 0,0504 0,0412 0,0315 < 0,0208 0,0301 0,0296

1,2,3,4,6,7,8 HpCDD 0,01 0,5857 0,5582 0,1911 0,2895 0,7112 0,3979 0,3827 0,1833 0,2933 0,3792 0,4562

OCDD 0,001 0,7722 0,7018 0,2626 0,3718 0,8684 0,4041 0,5008 0,2362 0,3500 0,5581 0,5955

2,3,7,8, TCDF 0,1 0,0303 0,0208 0,0129 0,0443 0,0426 0,0269 0,0187 < 0,0060 0,0176 0,0243 0,0232

1,2,3,7,8 PeCDF 0,05 0,0386 0,0260 < 0,0094 0,0569 0,0554 0,0357 0,0248 0,0149 < 0,0089 0,0288 0,0353

2,3,4,7,8, PeCDF 0,5 0,0356 0,0215 < 0,0079 0,0548 0,0630 0,0369 0,0228 0,0178 < 0,0074 0,0278 0,0358

1,2,3,4,7,8 HxCDF 0,1 0,0325 0,0332 < 0,0142 0,0518 0,0665 0,0404 0,0226 0,0168 < 0,0134 0,0205 0,0305

1,2,3,6,7,8 HxCDF 0,1 0,0450 0,0475 0,0224 0,0773 0,0909 0,0492 0,0396 0,0210 < 0,0134 0,0325 0,0376

1,2,3,7,8,9 HxCDF 0,1 0,0329 0,0421 0,0163 0,0544 0,0720 0,0358 0,0200 0,0245 0,0348 0,0270 0,0391

2,3,4,6,7,8 HxCDF 0,1 < 0,0183 < 0,0178 < 0,0173 < 0,0162 < 0,0168 < 0,0175 < 0,0165 < 0,0164 < 0,0163 < 0,0145 < 0,0149

1,2,3,4,6,7,8 HpCDF 0,01 0,1196 0,1260 0,0499 0,1523 0,1599 0,1240 0,0858 0,0570 0,0620 0,0840 0,0993

1,2,3,4,7,8,9 HpCDF 0,01 0,0306 0,0444 0,0291 0,0329 0,0321 < 0,0191 0,0305 < 0,0179 < 0,0178 0,0175 < 0,0162

OCDF 0,001 0,1212 0,1180 0,0474 0,0776 0,0702 0,1080 0,0600 0,1037 < 0,0193 0,0438 0,1011

0,0000787 0,0000734 0,0000408 0,0000895 0,0001480 0,0000843 0,0000613 0,0000467

Note:

Linea fermata per

manutenzione dal

05/05/2014 al

29/05/2014

267,965 257,427 273,016 274,395 275,976 310,391

381:20 382:47 432:00 412:43

303,004Volume Aspirato [Nm3 rif. 11% O2] 246,142 252,779 260,561 279,050

Ore di campionamento [hh:mm] 360:50 375:51 380:34 384:16 383:35 361:24 376:49

18-12-14/15:0019-06-14/10:37 16-07-14/10:14 21-08-14/07:35 17-09-14/08:31 23-10-14/08:16 21-11-14/10:41Fine [gg.mm.aa / hh:mm] 24-01-14/10:19 18-02-14/09:03 17-03-14/08:47 18-04-14/10:25

Somma [ngFTE/Nm3]

Inizio [gg.mm.aa / hh:mm] 09-01-14/09:28 01-02-14/10:46 01-03-14/12:12 02-04-14/10:09 03-06-14/10:50 01-07-14/08:50 05-08-14/14:46 01-09-14/11:10 07-10-14/09:29 03-11-14/10:37 01-12-14/09:44

0,0000399 0,0000677 0,0000815

PCDD/F LINEA 1 FTE

ANNO 2014

GEN FEB MAR APR MAG DICGIU LUG AGO SET OTT NOV

PCDD/F in continuo – Sviluppo progetto

1. Risultanze analitiche dei campionamenti in continuo dei 17 congeneri(7 PCDD e 10 PCDF) effettuati negli anni 2014, 2015 e 2016.

Approccio Upper Bound



Impianto 2014 2015 2016 2014 -2016

A2A -TU Brescia

Linea 1 12 11 11 34

Linea 2 11 11 11 33

Linea 3 11 12 11 34

A2A -Silla 2

Linea 1 11 11 12 34

Linea 2 11 12 12 35

Linea 3 12 11 10 33

ACCAMLinea 1 12 8 9 29

Linea 2 10 12 10 32

Acsm - Agam Linea 1 6 6 6 18

Bea Linea 1 12 12 4 28

CORE

Linea 1 11 11 11 33

Linea 2 11 11 11 33

Linea 3 11 11 11 33

Lomellina Energia

Linea 1 11 12 9 32

Linea 2 12 11 10 33

Linea Reti e impianti

Linea 1 6 6 6 18

Linea 2 6 6 6 18

PrimaLinea 1 12 11 9 32

Linea 2 12 11 9 32

ReaLinea 1 12 12 12 36

Linea 2 12 12 12 36

SileaLinea 1 11 11 11 33

Linea 3 12 11 12 35

Totale 247 242 225 714

< [pg/Nm3] < [pg/Nm

3] < [pg/Nm

3] < [pg/Nm

3] < [pg/Nm

3] < [pg/Nm

3] < [pg/Nm

3] < [pg/Nm

3] < [pg/Nm

3] < [pg/Nm

3] < [pg/Nm

3] < [pg/Nm

3]

2,3,7,8 TCDD 1 < 0,0117 < 0,0114 < 0,0110 < 0,0103 0,0143 < 0,0111 < 0,0105 < 0,0105 < 0,0104 0,0103 < 0,0095

1,2,3,7,8 PeCDD 0,5 < 0,0133 0,0187 < 0,0126 < 0,0118 0,0538 0,0268 0,0140 < 0,0120 < 0,0119 0,0185 0,0327

1,2,3,4,7,8 HxCDD 0,1 < 0,0200 0,0262 < 0,0189 < 0,0176 0,0597 0,0283 0,0259 < 0,0179 < 0,0178 0,0338 0,0263

1,2,3,6,7,8 HxCDD 0,1 0,0934 0,0880 0,0368 0,0757 0,1905 0,0874 0,0715 0,0432 < 0,0193 0,0905 0,0956

1,2,3,7,8,9 HxCDD 0,1 0,0511 0,0496 < 0,0220 0,0417 0,0876 0,0504 0,0412 0,0315 < 0,0208 0,0301 0,0296

1,2,3,4,6,7,8 HpCDD 0,01 0,5857 0,5582 0,1911 0,2895 0,7112 0,3979 0,3827 0,1833 0,2933 0,3792 0,4562

OCDD 0,001 0,7722 0,7018 0,2626 0,3718 0,8684 0,4041 0,5008 0,2362 0,3500 0,5581 0,5955

2,3,7,8, TCDF 0,1 0,0303 0,0208 0,0129 0,0443 0,0426 0,0269 0,0187 < 0,0060 0,0176 0,0243 0,0232

1,2,3,7,8 PeCDF 0,05 0,0386 0,0260 < 0,0094 0,0569 0,0554 0,0357 0,0248 0,0149 < 0,0089 0,0288 0,0353

2,3,4,7,8, PeCDF 0,5 0,0356 0,0215 < 0,0079 0,0548 0,0630 0,0369 0,0228 0,0178 < 0,0074 0,0278 0,0358

1,2,3,4,7,8 HxCDF 0,1 0,0325 0,0332 < 0,0142 0,0518 0,0665 0,0404 0,0226 0,0168 < 0,0134 0,0205 0,0305

1,2,3,6,7,8 HxCDF 0,1 0,0450 0,0475 0,0224 0,0773 0,0909 0,0492 0,0396 0,0210 < 0,0134 0,0325 0,0376

1,2,3,7,8,9 HxCDF 0,1 0,0329 0,0421 0,0163 0,0544 0,0720 0,0358 0,0200 0,0245 0,0348 0,0270 0,0391

2,3,4,6,7,8 HxCDF 0,1 < 0,0183 < 0,0178 < 0,0173 < 0,0162 < 0,0168 < 0,0175 < 0,0165 < 0,0164 < 0,0163 < 0,0145 < 0,0149

1,2,3,4,6,7,8 HpCDF 0,01 0,1196 0,1260 0,0499 0,1523 0,1599 0,1240 0,0858 0,0570 0,0620 0,0840 0,0993

1,2,3,4,7,8,9 HpCDF 0,01 0,0306 0,0444 0,0291 0,0329 0,0321 < 0,0191 0,0305 < 0,0179 < 0,0178 0,0175 < 0,0162

OCDF 0,001 0,1212 0,1180 0,0474 0,0776 0,0702 0,1080 0,0600 0,1037 < 0,0193 0,0438 0,1011

0,0000787 0,0000734 0,0000408 0,0000895 0,0001480 0,0000843 0,0000613 0,0000467

Note:

Linea fermata per

manutenzione dal

05/05/2014 al

29/05/2014

267,965 257,427 273,016 274,395 275,976 310,391

381:20 382:47 432:00 412:43

303,004Volume Aspirato [Nm3 rif. 11% O2] 246,142 252,779 260,561 279,050

Ore di campionamento [hh:mm] 360:50 375:51 380:34 384:16 383:35 361:24 376:49

18-12-14/15:0019-06-14/10:37 16-07-14/10:14 21-08-14/07:35 17-09-14/08:31 23-10-14/08:16 21-11-14/10:41Fine [gg.mm.aa / hh:mm] 24-01-14/10:19 18-02-14/09:03 17-03-14/08:47 18-04-14/10:25

Somma [ngFTE/Nm3]

Inizio [gg.mm.aa / hh:mm] 09-01-14/09:28 01-02-14/10:46 01-03-14/12:12 02-04-14/10:09 03-06-14/10:50 01-07-14/08:50 05-08-14/14:46 01-09-14/11:10 07-10-14/09:29 03-11-14/10:37 01-12-14/09:44

0,0000399 0,0000677 0,0000815

PCDD/F LINEA 1 FTE

ANNO 2014

GEN FEB MAR APR MAG DICGIU LUG AGO SET OTT NOV



2. Per ciascun impianto: l’andamento delle concentrazioni medie annuali dei congeneri [pg/Nm3] delle linee di incenerimento

3. Le concentrazioni medie dei congeneri [pg/Nm3] di ciascuna linea di incenerimento

4. Le concentrazioni medie dei congeneri [pg/Nm3] di impianto (media delle linee di incenerimento di ciascuna installazione) e del comparto

5. Le concentrazioni medie dei congeneri, espressi in termini di tossicità equivalente [pg I-TEQ/Nm3], per impianto e del comparto

2

3

4

5



2

3

4

5


6

7

"IMPRONTA DIGITALE" DEL PROCESSO DI

COMBUSTIONE RIFIUTI

La distribuzione percentuale di ciascun congenere sul totale in termini di quantità 6.[pg/Nm3] e in termini di diossina equivalente 7.[pg I-TEQ/Nm3]

6. e 7.


19

Prime riflessioni:

• L’emissione di PCDD/F dal processo di incenerimento rifiuti è tuttosommato costante e rappresentativo (fingerprint)

• I congeneri più presenti in quantità risultano:

– 1,2,3,4,6,7,8 HpCDD;

– OCDD

• In termini di pari tossicità, si evidenzia come il congenere più rilevanterispetto al VLE sia il 2,3,4,7,8 PeCDF

Le concentrazioni misurate sono costantemente sotto i limiti emissivi attualmente imposti

(VLE associato alla rilevazione in discontinuo pari a 0,1 ng I-TEQ/Nm3)


PCDD/F in continuo – Riflessioni

PCDD/F in continuo – Metodologie a confronto


• Utilizzando i dati provenienti dalle analisi in discontinuo, otteniamo un’impronta paragonabile?

• L’impronta del processo di combustione è correlata alla tipologia di campionatore installato?

• Le concentrazioni determinate dai campionatori PCDD/F in continuo sono confrontabili con le concentrazioni determinate dalle analisi in discontinuo?



Impianto LineaRilevazioni in continuo Rilevazioni in discontinuo

2014 2015 2016 2014 - 2016 2014 2015 2016 2014 - 2016

A2A - TU BRESCIA

Linea 1 12 11 11 34 5 9 9 23

Linea 2 11 11 11 33 5 9 9 23

Linea 3 11 12 11 34 5 9 9 23

A2A –SILLA 2

Linea 1 11 11 12 34 3 9 9 21

Linea 2 11 12 12 35 3 9 9 21

Linea 3 12 11 10 33 3 9 12 24

ACCAMLinea 1 12 8 9 29 3 3 9 15

Linea 2 10 12 10 32 3 3 9 15

ACSM Linea 1 6 6 6 18 3 3 3 9

BEA Linea 1 12 12 4 28 3 3 9 15

CORE

Linea A 11 11 11 33 1 1 9 11

Linea B 11 11 11 33 1 1 9 11

Linea C 11 11 11 33 1 1 9 11

Lomellina Energia

Linea 1 11 12 9 32 4 4 12 20

Linea 2 12 11 10 33 8 6 12 26

LRILinea 1 6 6 6 18 3 3 9 15

Linea 2 6 6 6 18 3 3 9 15

PRIMALinea 1 12 11 9 32 1 1 9 11

Linea 2 12 11 9 32 1 1 9 11

REALinea 1 12 12 12 36 3 3 3 9

Linea 2 12 12 12 36 3 3 3 9

SILEALinea 1 11 11 11 33 4 3 3 10

Linea 2 12 11 12 35 4 3 3 10

TOTALE: 247 242 225 714 73 99 186 358



Comportamento diverso del DMS rispetto agli altri due

"Impronta" del processo di combustione per tipologia di campionatore installato

AM

ES

A

DE

CS

DM

S


Confronto dei dati delle analisi in discontinuo con la distribuzione percentuale dei dati in continuo in funzione del tipo di

campionatore installato (AMESA, DECS, DMS)A

MES

A




campionatore installato (AMESA, DECS, DMS)D

EC

S




campionatore installato (AMESA, DECS, DMS)D

MS


Per ciascuna linea di incenerimento: Confronto fra le concentrazioni PCDD/F monitorate in continuo e in discontinuo presso gli impianti di incenerimento rifiuti nel periodo 2014 - 2016



Parametro Unità di misura

BAT - AELPeriodoImpianti

nuoviImpianti esistenti

COT mg/Nm3 3 – 10 3 - 10 Media giornaliera

PCDD/F (1) ng I-TEQ/ Nm3 < 0.01–0.04 < 0.01–0.06Media nel periodo di

campionamento o

Media del campionamento a

lungo termine

PCDD/F + PCBDL (1) ng WHO-TEQ/ Nm3 < 0.01–0.06 < 0.01–0.08

(1) Si applica il valore limite associato a PCDD/F o quello relativo PCDD/F + PCBDL

Nell’ultima versione della bozza sui “Best Available Techniques Referencedocuments for Waste Incineration” - (Brefs) sono introdotti valori limitialle emissioni di PCDD/F e PCBDL associati al campionamento a lungotermine.


PCDD/F in continuo – BAT-AEL


Gli impianti che utilizzano sistemi catalitici (SCR) per l’abbattimento degli ossidi di azoto riescono ad ridurre sensibilmente le emissioni di microinquinanti (DeDiox)


PCDD/F in continuo – Analisi triennale


Il VLE più restrittivo è rispettato per l’ 82,2 %

PCDD/F in continuo – Valutazione soglie


RIFLESSIONI:

• Le concentrazioni rilevate dal sistema di campionamento in continuo risultano confrontabili con quelle misurate in discontinuo

• Le differenze fra le due diverse tipologie di campionamento si sono ridotte nel corso del triennio di osservazione

• Gli impianti che utilizzano sistemi catalitici (SCR) per l’abbattimento degli ossidi di azoto riescono ad ridurre sensibilmente le emissioni di microinquinanti (DeDiox)



In base alle diverse condizioni di campionamento, si hanno informazioni rispetto ad un ipotetico valore limite emissivo o dell’impatto che si ha

complessivamente sull’ambiente.

RIFLESSIONI:



In base alle diverse condizioni di campionamento, si hanno informazioni rispetto ad un ipotetico valore limite emissivo o dell’impatto che si ha complessivamente sull’ambiente.

EOT: All periods in which the line is runningwhen waste is being incineratedStart up

burnersShut down burners

t

OT: All periods in which the line operated (with or without waste)

NOC: Regular operation

OTNOC OTNOC

Proposta di revisione D.g.r. n. IX/3019 del 2012

• L’introduzione dell’analisi dei PCBDL contestuale all’analisi delle PCDD/F

• L’estensione delle analisi su tutte le 12 rilevazioni attualmente imposte;

• Prevedere il campionamento in tutte le fasi di funzionamento (OT) della linea di incenerimento, ciò al fine di valutare il reale “impatto” del processo

• L’introduzione dei valori limite alle emissioni di PCDD/F e PCBDL associati al campionamento a lungo termine;

• La stesura del MG C-PCDD/F come strumento di riferimento per il gestore e per l’ACC

PCDD/F in continuo – Revisione D.g.r. 3019/12


Al fine di ottimizzare e uniformare i criteri di utilizzo e gestione degli stessi, in analogia al manuale di gestione dello SME, è di fondamentale importanza la stesura del MANUALE DI GESTIONE PER I SISTEMI DI CAMPIONAMENTO IN CONTINUO DEI PCDD/F E PCBDL

Il modello è stato realizzato sviluppando i seguenti macro punti:

1. Descrizione impianto e del C-PCDD/F

2. Modalità di trattamento dei dati

3. Gestione del C-PCDD/F

PCDD/F in continuo – Manuale Gestione



PCDD/F in continuo – Conclusioni

CONCLUSIONI

• Fotografia dello stato dell’arte per il comparto "incenerimento rifiuti"

– Costante rispetto del VLE discontinuo (0,1 ng I-TEQ/ Nm3);

– Livello prestazionale degli inceneritori è in grado di garantire i BAT-AEL

• I Campionatori PCDD/F installati restituiscono risultati confortanti

– Percorso di conformità strumentale e di installazione alla UNI CEN/TS 1948/5

– Uniformare i criteri di campionamento in primis (OT, NOC, EOT ecc)

• Confronto con i gestori al fine di:

– Sviluppare modalità operative standardizzate

– Report di campionamento con contenuti e frequenza di trasmissione condivisi

– Sviluppare MG C-PCDD/F

Vincenzo Oliveri

Arpa Lombardia Settore Attività Produttive e Controlli

U.O. AP – CR SMEA

[email protected]

Via F. Juvara, 2220129 Milano

Tel 02 - 74872250

PCDD/F in continuo


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