Comments
Description
Transcript
plasma-arc-jan-2009
Una Soluzione Sostenibile per la gestione dei rifiuti Dr Paul Connett Professore Emerito di Chimica St Lawrence University, Canton, NY [email protected] www.AmericanHealthStudies.org Lucca, Jan 23, 2009 •Grazie a Rossano Ercolini (Ambiente e Futuro) per avere organizzato la mia # 38 visita in Italia Rossano Ercolini [email protected] http://ambientefuturo.interfree.it 338-28-66-215 OUTLINE 1. 2. 3. 4. Waste & Sustainability Plasma Arc plants compared with mass burn incinerators The dangers of incineration air emissions An overview of the Zero Waste for Sustainability approach 1. Waste & Sustainability EPOCHE DIVERSE ESIGONO DOMANDE DIVERSE 20esimo SECOLO 21esimo SECOLO GESTIONE DEI RIFIUTI GESTIONE DELLE RISORSE “ Come ci liberiamo dei nostri rifiuti in modo efficace e con il minimo danno per la nostra salute e l’ambiente?” “ Come trattiamo le risorse che si stanno esaurendo in modo da non privare le generazioni future di una parte se non del loro intero valore?” EPOCHE DIVERSE ESIGONO DOMANDE DIVERSE 20esimo SECOLO 21esimo SECOLO GESTIONE DEI RIFIUTI GESTIONE DELLE RISORSE “ How do we get rid of our waste efficiently with minimum damage to our health and the environment ?” “ How do we handle our discarded resources in ways which do not deprive future generations of some, if not all, of their value ?” Il punto chiave era la SICUREZZA Il punto chiave è la SOSTENIBILITÀ Sostenibilita’ Rifiuti Zero Porta A Porta “Anche rendendo sicuro l’incenerimento, Esso non sarà mai una cosa sensata. “Anche rendendo sicuro l’incenerimento, Esso non sarà mai una cosa sensata. Semplicemente non ha senso spendere così tanti soldi “Anche rendendo sicuro l’incenerimento, Esso non sarà mai una cosa sensata. Semplicemente non ha senso spendere così tanti soldi per distruggere risorse che dovremmo RISPARMIARE per il futuro.” (PC) L’inceneritore moderno e’ un tentativo di perfezionare una pessima idea. Il nostro compito nel 21esimo secolo è non tanto quello di trovare modi migliori per distruggere i materiali di scarto Quanto arrestare la produzione di imballaggi e di prodotti che devono essere distrutti! 2. Paragonando impianti Torcia al Plasma con Inceneritori di massa Plasma arc plants are part of family of technologies competing with mass burn incinerators (gasification, pyrolysis and plasma arc/torch) with very little proven commercial track record All claim NOT to be incinerators, but all involve two stages: 1) the conversion of solid waste into a gas, 2) the burning of the gas, producing many of the same problems as a regular incinerator So the more appropriate names would be: Gasifying incinerator Pyrolyzing incinerator Plasma arc incinerator QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. For every 3-4 tons of trash you get about one ton of ash ELECTRICITY TURBINE CHUTE WET SCRUBBER SECONDARY STEAM CHAMBER TEMP BOILER < 200oC FABRIC FILTER DE-NOX SEMIDRY SCRUBBER Ca(OH) 2 SUSPENSION GRATES TRASH BOTTOM ASH ACTIVATED CHARCOAL AMMONIA INJECTION FLY ASH Confronto tra incenerimento con torcia al plasma e inceneritori di massa Incenerimento di massa Ha bisogno di poca energia per bruciare L’energia prodotta e’ usata per generare elettricita’ I fumi vengono puliti dopo che sono stati bruciati Produce ceneri pesanti Produce ceneri leggere Rilascia pericolose nanoparticelle nell’aria Torcia al plasma Ha bisogno di un’ enorme quantita’ di energia per alimentare la torcia Produce poca energia I gas vengono puliti prima di essere bruciati Produce fanghi vetrificati Produce ceneri leggere Rilascia pericolose nanoparticelle nell’aria Paragone tra Torcia al plasma con l’incenerimento di massa Incenerimento di massa NON SOSTENIBILE Perche’ distrugge risorse di materiali limitate Torcia al plasma NON SOSTENIBILE Perche’ distrugge risorse di materiali limitate Incenerimento con Torcia al plasma problemi pratici Il problema con tutte le tecnologie di gassificazione aumentano se si passa da progetti pilota su piccola scala a progetti industriali su scala commerciale. Facendo funzionare la Torcia al plasma 24 ore al giorno con I rifiuti ad altissime temperature logora la coibentazione della fornace che di conseguenza ha bisogno di continuo ripristino. La produzione di acido cloridrico e di acido fluoridrico molto caldi corrode I condotti. “La pulizia dei gas” suona piu’ semplice di quanto sia veramente. In un inceneritore convenzionale il costo del controllo del sistema di trattamento dei fumi costa piu’ della meta’ del costo complessivo dell’impianto. Ogni 3-4 ton di rifiuti ottieni circa 1 ton di ceneri ELECTRICITY TURBINE CHUTE WET SCRUBBER SECONDARY STEAM CHAMBER TEMP BOILER < 200oC FABRIC FILTER DE-NOX SEMIDRY SCRUBBER Ca(OH) 2 SUSPENSION GRATES TRASH BOTTOM ASH ACTIVATED CHARCOAL AMMONIA INJECTION FLY ASH Incenerimento con Torcia al plasma chimici constraints Non c’e’ magia che annulli la chimica di base. Quello che entra = quello che esce Abbiamo bisogno di attenti studi di bilanci di massa per vedere dove finiscono il mmercurio, l’arsenico, il cadmio, il piombo, il cloro, il fluoro, e il bromo :nei fanghi, nei prodotti metallici, nelle ceneri leggere o nell’aria. Il problema finale riguarda la tematica delle nanoparticles. Al momento queste non vengono ne’ regolamentate, ne monitorate ma hanno delle conseguenze sulla salute molto gravi.. Some of the companies marketing plasma arc incinerators IET (InEnTec, Integrated Environmental technologies) ATG (Allied Technology Group) APET (Asian Pacific Environmental technologies) PEAT Plasco QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. PLASMA ARC TECHNOLOGY QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. RICHLAND, WASHINGTON QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. HONOLULU, HAWAII QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. HAWAII MEDICAL VITIRICATION FACILITY QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. One of PEAT’s claims is very disturbing They claim that they will have no fly ash because they are going to recycle it back into the process. QuickTime™ and a Photo - JPEG decompressor are needed to see this picture. Recycling fly ash Modern incinerators use activated carbon filters to remove mercury This carbon is part of the fly ash, and this should then be a SINK for the mercury (and sent to special facilities for recovery or containment) However if you put the fly ash back into the furnace then you will release ALL the mercury again There is only place left for the mercury to go (and other volatile metals) and that is into the AIR. PLASCO Has built a 100 ton per day pilot plant in Ottawa, Canada Is aggressively marketing technology all over Canada, US and some other countries PLASCO Solid converted to gas At about 6 -700 deg. C PLASCO Solid converted to gas TOXIC SLAG 150 kg/ton PLASCO Solid converted to gas TOXIC SLAG 150 kg/ton Gas treated With Plasma Arc Gas Cooling & Cleaning PLASCO Solid converted to gas TOXIC SLAG 150 kg/ton Gas treated With Plasma Arc Gas Cooling & Cleaning Internal Combustion engine PLASCO When combustion engines not working Solid converted to gas TOXIC SLAG 150 kg/ton Gas treated With Plasma Arc Gas Cooling & Cleaning F L A R E PLASCO Solid converted to gas TOXIC SLAG 150 kg/ton Gas treated With Plasma Arc Gas Cooling & Cleaning Internal Combustion engine PLASCO External energy Solid converted to gas TOXIC SLAG 150 kg/ton Gas treated With Plasma Arc Gas Cooling & Cleaning Internal Combustion engine PLASCO External energy Solid converted to gas Gas treated With Plasma Arc 700 deg. C 1200 deg. C TOXIC SLAG 150 kg/ton Gas Cooling & Cleaning Internal Combustion engine PLASCO ? External energy Solid converted to gas TOXIC SLAG 150 kg/ton Gas treated With Plasma Arc Gas Cooling & Cleaning Internal Combustion engine PLASCO GAS Cooling & Cleaning Heat Recovery unit Heat Activated Carbon Heat Recovery unit Heat Carbon + mercury + dioxins etc Activated Carbon Heat Recovery unit Heat NaOH solution Wet Scrubber Carbon + mercury + dioxins etc NaCl NaF NaBr NaCN ? “Salt” + water Activated Carbon Heat Recovery unit Heat NaOH solution Wet Scrubber Carbon + mercury + dioxins etc NaCl NaF NaBr NaCN ? Carbon Filter Plus bacteria Sulfur “Salt” + water Activated Carbon Heat Recovery unit Heat NaOH solution Wet Scrubber Carbon + mercury + dioxins etc NaCl NaF NaBr NaCN ? Carbon Filter Plus bacteria Sulfur PLASCO CEO Rod Bryden says: 1) Filter ash goes back into furnace. 2) System produces no dioxin because no oxygen available. 3) System destroys nanoparticles. 4) Slag to be used in asphalt & concrete. 5) Salt to be used on roads. 6) Sulfur to be used in agriculture The difference between PR hype and Reality The following slides are taken from www.GREENACTION.org They document the dismal track record of various gasification, pyrolysis and plasma arc/torch facilities INDUSTRIAL CLAIMS QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor QuickTime™ TIFF are needed (LZW) decompressor toand seeathis picture. are needed to see this picture. THERMOSELECT FACILITY IN KARLSRUHE QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. BRIGHTSTAR’S WOOLONGONG FACILITY QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. RICHLAND, WASHINGTON QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. HONOLULU, HAWAII QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. HAWAII MEDICAL VITIRICATION FACILITY QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. GASIFICATION, PYROLYSIS etc Engineering consultants’ view: “Many of the perceived benefits of gasification and pyrolysis over combustion technology proved to be unfounded. These perceptions have arisen mainly from inconsistent comparisons in the absence of quality information.” Fichtner Consulting Engineers Ltd, Stockport, Cheshire, March, 2004 Lurgi letter “…a decision has been taken within Lurgi to discontinue marketing gasification and pyrolysis technologies for waste conversion applications. This decision has come after rigorous analysis of market requirements, technical feasibility and economic sensitivities of gasification and pyrolysis of waste, as applied by Lurgi and our competitors. We recognize there is a positive bias towards gasification/pyrolysis amongst politicians and environmentalists. However, we are in no doubt that in the short to medium term neither technology will be developed and commercially proven to the point where it can compete.” Letter (08-09-2003) to Fichter Consulting Engineers Ltd, Cheshire, UK YOU NEED THREE THINGS TO PROTECT THE PUBLIC FROM TOXIC EMISSIONS. YOU NEED THREE THINGS TO PROTECT THE PUBLIC FROM TOXIC EMISSIONS. STRONG REGULATIONS YOU NEED THREE THINGS TO PROTECT THE PUBLIC FROM TOXIC EMISSIONS. STRONG REGULATIONS ADEQUATE MONITORING YOU NEED THREE THINGS TO PROTECT THE PUBLIC FROM TOXIC EMISSIONS. STRONG REGULATIONS ADEQUATE MONITORING TOUGH ENFORCEMENT YOU NEED THREE THINGS TO PROTECT THE PUBLIC FROM TOXIC EMISSIONS. STRONG REGULATIONS ADEQUATE MONITORING TOUGH ENFORCEMENT IF ANY LINK IS WEAK THE PUBLIC IS NOT PROTECTED 3. The Dangers of Incinerator Air Emissions Gli inceneritori producono emissioni tossiche nell’atmosfera Emissioni tossiche nell’atmosfera CO2 + H2O GAS ACIDI: HCI, HF, SO2 NOx Emissioni tossiche nell’atmosfera CO2 + H2O GAS ACIDI: HCI, HF, SO2 NOx metalli tossici : Pb, Cd, Hg, etc Emissioni tossiche nell’atmosfera CO2 + H2O GAS ACIDI: HCI, HF, SO2 NOx metalli tossici : Pb, Cd, Hg, etc diossine e furani Emissioni tossiche nell’atmosfera CO2 + H2O GAS ACIDI: HCI, HF, SO2 NOx metalli tossici : Pb, Cd, Hg, etc diossine e furani NANO PARTICELLE nanoparticelle La misura delle particelle regolate nell’ emissione dell’ inceneritore nanoparticelle La misura delle particelle regolate nell’ emissione dell’ inceneritore 2.5 Catalytic oxidizers Brominated/chlorinated dioxins and furans Polycyclic aromatic hydrocarbons Chlorinated hydrocarbons •MALATTIE RESPIRATORIE… PM 10 • Malattie allergiche • Asma bronchiale • Bronchiti acute e croniche • Enfisema polmonare • Tumori polmonari e dell’apparato respiratorio in generale PM 2,5 •POLVERI, CUORE e ICTUS N Engl J Med 2007;356:447-58. 65,893 donne post menopausa; 36 U.S. aree metropolitane dal 1994 to 1998 “Alti livelli di inquinamento da particolato aumentano il rischio di morte per infarto …” Incineration and nanoparticles The nanoparticles produced by incinerators are more dangerous than those from other combustion sources. They contain: Neurotoxic metals Stabilized free radicals Dioxins and furans I pericoli delle nanoparticelle Le nanoparticelle non sono catturate in modo efficiente dai filtri di depurazione dell’inceneritore Viaggiano a lunghe distanze Restano in sospensione per un periodo di tempo prolungato Le nanoparticelle SANGUE sono così piccole che possono facilmente attraversare le membrane dei polmoni Nano Patologia Una volta che le nanoparticelle sono nel sangue possono attraversare le membrane di ogni tessuto Nano Patologia le nanoparticelle possono attraversare la barriera sanguigna del cervello Aggregati di Piombo, Bario, Cromo, Ferro e Silicio nel Cervello. www.stefanomontanari.net Diossina e Incenerimento Diossine: maggiori preoccupazioni per la salute • • • • • Le diossine si accumulano nel grasso animale. Un litro di latte di mucca dà la stessa dose di diossina quanta ne assumeremmo respirando aria vicino ad una mucca per OTTO MESI (Connett and Webster, 1987). Le diossine si accumulano nel grasso del corpo umano. L’uomo non può espellerle MA una donna puo… … avendo un bambino! Diossina: la maggiore dose va al feto In nove mesi molta diossina accumulata in 20-30 anni nel grasso della madre va al feto La diossina interferisce con il feto e con lo sviluppo infantile o o o o Le diossine distruggono almeno sei sistemi ormonali: gli ormoni dell’identità sessuale di maschio e femmina gli ormoni della tiroide insulina e altri. Our Stolen Future (Il Nostro Futuro Rubato) Come le sostanze chimiche prodotte dall’uomo minacciano la nostra fertilità, intelligenza e sopravvivenza Theo Colborn, John Peterson Myers and Dianne Dumanoski, 1994 Developmental Effects of Dioxins Linda S. Birnbaum Health Effects Research Laboratory, US EPA Environmental Health Perspectives, 103: 89-94, 1995 The most worrying environmental pollutants are those which cause a subtle shift in the whole population IQ and population Number of Kids With a Specific IQ IQ 100 IQ and population Number of Kids With a Specific IQ IQ 95 100 IQ and population Number of Kids With a Specific IQ Mentally handicapped IQ 100 Very Bright IQ and population Number of Kids With a Specific IQ Mentally handicapped IQ 95 100 Very Bright Institute of Medicine, 2003 Dioxins and Dioxin-like Compounds in the Food Supply Strategies to Decrease Exposure July 1, 2003 Institute of Medicine, 2003 “Fetuses and breastfeeding infants may be at particular risk from exposure to dioxin like compounds (DLCs) due to their potential to cause adverse neurodevelopmental, neurobehavioral, and immune system effects in developing systems…” Institute of Medicine, 2003 “…The committee recommends that the government place a high public health priority on reducing DLC intakes by girls and young women in the years well before pregnancy is likely to occur.” “(by) Substituting low-fat or skim milk, for whole milk, (and)… foods lower in animal fat…” YOU NEED THREE THINGS TO PROTECT THE PUBLIC FROM TOXIC EMISSIONS. YOU NEED THREE THINGS TO PROTECT THE PUBLIC FROM TOXIC EMISSIONS. STRONG REGULATIONS YOU NEED THREE THINGS TO PROTECT THE PUBLIC FROM TOXIC EMISSIONS. STRONG REGULATIONS ADEQUATE MONITORING YOU NEED THREE THINGS TO PROTECT THE PUBLIC FROM TOXIC EMISSIONS. STRONG REGULATIONS ADEQUATE MONITORING TOUGH ENFORCEMENT YOU NEED THREE THINGS TO PROTECT THE PUBLIC FROM TOXIC EMISSIONS. STRONG REGULATIONS ADEQUATE MONITORING TOUGH ENFORCEMENT IF ANY LINK IS WEAK THE PUBLIC IS NOT PROTECTED THE FETUS = THE FETUS = A DIOXIN MONITORING DEVICE! THE HUMAN BRAIN = www.stefanomontanari.net THE HUMAN BRAIN = www.stefanomontanari.net A NANOPARTICLE MONITORING DEVICE! 4. Overview of the Zero Waste for Sustainability Approach I rifiuti non sono un problema tecnologico sono un problema di STRATEGIA organizzazione, educazione e progettazione industriale La Soluzione Sostenibile: la Strategia “Rifiuti Zero 2020” Rifiuti Zero 2020 NO ALL’ INCENERIMENTO NO ALLE DISCARICHE Per ottenere Zero Rifiuti Occorrono tre cose 1) RESPONSABILITA’ INDUSTRIALE (a monte) 2) RESPONSABILITA’ della COMUNITA’ (a valle) 3) Una BUONA LEADERSHIP POLITICA (per saldare insieme entrambe) RESPONSABILITA’ INDUSTRIALE 1. PROGETTO INDUSTRIALE DI SOSTENIBILITA’ 2. PRODUZIONE PULITA - riduzione di elementi tossici nei prodotti e nella produzione 3. RESPONSAILITA’ DELLA CATENA DI PRODUZIONE (EPR = EXTENDED PRODUCER RESPONSIBILITY) RESPONSABILITA’ della COMUNITA’ Sostenibilita’ Rifiuti Zero Porta A Porta Separazione alla sorgente Separazione alla sorgente Raccolta Porta a Porta Separazione alla sorgente Raccolta Porta a Porta Compostaggio Separazione alla sorgente Riciclaggio Raccolta Porta a Porta Compostaggio Separazione alla sorgente Raccolta Porta a Porta Riciclaggio Iniziative Riduzione rifiuti Compostaggio Separazione alla sorgente Raccolta Porta a Porta Compostaggio Riciclaggio Iniziative Riduzione rifiuti Riutilizzo E riparazione Separazione alla sorgente Raccolta Porta a Porta Compostaggio Riciclaggio Iniziative Riduzione rifiuti Riutilizzo E riparazione Incentivi Economici Separazione alla sorgente Raccolta Porta a Porta Compostaggio Riciclaggio Iniziative Riduzione rifiuti Riutilizzo E riparazione Incentivi Economici Separazione del residuo e Centro di ricerca Separazione alla sorgente Raccolta Porta a Porta Compostaggio Riciclaggio Iniziative Riduzione rifiuti Riutilizzo E riparazione Incentivi Economici Separazione del residuo e Centro di ricerca migliore design industriale Separazione alla sorgente Raccolta Porta a Porta Compostaggio Riciclaggio Iniziative Riduzione rifiuti Riutilizzo E riparazione Incentivi Economici Separazione del residuo e Centro di ricerca migliore design industriale Discarica temporanea Separazione alla sorgente Raccolta Porta a Porta Compostaggio Riciclaggio Iniziative Riduzione rifiuti Riutilizzo E riparazione Incentivi Economici Separazione del residuo e Centro di ricerca migliore design industriale Discarica temporanea 2020 Nova Scotia, Canada Hanno IMPIANTI DI SEPARAZONE della FRAZIONE RESIDUA Costruiscono questi impianti davanti alle discarche Nessun residuo può andare in discarica senza essere differenziato IMPIANTO DI SEPARAZONE della FRAZIONE RESIDUA PIU’ RICICLABILI TOSSICI Operating in Nuova Scotia Canada DISCARICA TEMPORANEA FRAZIONE ORGANICA SPORCA STABILIZZAZIONE BIOLOGICA FRAZIONE RESIDUA, CENTRO DI RICERCA PIU’ RICICLABILI FRAZIONE ORGANICA SPORCA TOSSICI IMBALLAGGI E OGGETTI NON RICICLABILI CENTRO DI RICERCA DISCARICA TEMPORANEA STABILIZZAZIONE BIOLOGICA RESIDUAL SCREENING & RESEARCH FACILITY NON-RECYCABLE MATERIALS CENTRO DI RICERCA RESIDUAL SCREENING & RESEARCH FACILITY NON-RECYCABLE MATERIALS CENTRO DI RICERCA Local University RESIDUAL SCREENING & RESEARCH FACILITY NON-RECYCABLE MATERIALS CENTRO DI RICERCA Local University Or Technical College CENTRO DI RICERCA Migliorare la quota di raccolta dei materiali riutilizabili, riciclabili e compostaggio pulito. Consigliare strategie per evitare la produzione di rifiuti per le aziende locali (supermercati) Sviluppare e promuovere utilizzi locali per alcuni materiali Sollecitare a progettare un migliore design industriale per prodotti e imballaggi FRAZIONE RESIDUA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10 - Capannori Porta a Porta Tessili e cuolo Pannolini Materiale organico da cucina Altra plastica: non imballo Imballaggi cellulosici poliaccopiati Imballaggi poliaccopiati in plastica Imballaggi flessibili in plastica Materiale organico da giardino Imballaggi rigidi in plastica (non bottiglie) Giornali (quotidiani e riviste) 16.52 % 13.95 % 10.56 % 9.98 % 8.05 % 7.45 % 6.81 % 4.64 % 3.23 % 2.54 % Impianto di separazione della frazione residua e centro di ricerca • • RESPONSABILITA’ della COMUNITA’ • • RESPONSABILITA’ INDUSTRIALE • • Messaggio all’industria: • • Se non possiamo riutilizzarlo, riciclarlo o compostarlo, l’industria non dovrebbe produrlo!!! Questo centro di ricerca puo’ diventare il “laboratorio della sostenibilita’” Istituto per Rifiuti Zero e Sostenibilita’ 1) Ricerca per un migliore disegno industriale 2) Collegamento con altri aspetti chiave della sostenibilita’ Agricoltura sostenibile Progettazione industriale & occupazione sostenibile Educazione alla sostenibilità Architettura sostenibile Rifiuti Zero 2020 Sviluppo della comunità Energia sostenibile Sviluppo economico sostenibile