Környezetvédelmi eljárások és berendezések jegyzet 2013/14/2 (készítette Kun Péter) Miért van szükség környezetvédelemre? Az emberiség hosszú ideig nem vette figyelembe sem a saját, sem a Föld teherbíró képességét. A technikai fejlődésnek negatív hatásai is jelentkeztek. Az ember szervezetének vannak fizikai és idegi terhelhetőségi határai. Ennek hatására megjelentek az ún. civilizációs ártalmak. Civilizációs ártalmak: gyomorfekély, magas vérnyomás, érelmeszesedés, infarktus, fogszuvasodás, daganatos megbetegedések, halláskárosodás, allergia, bőrbetegségek, AIDS A civilizációs betegségek okai:
a környezet szennyezettsége a pszichológiai megterhelés (stressz)
Stressz: biológiai és pszichés zavarok együttese, melyet a szervezetet ért valamilyen agresszió vált ki.
Környezetvédelem alapfogalmai:
1. Környezet: a világnak az a része, ahol az ember él és tevékenységét kifejti. A környezet gyakorlatilag azonos a bioszférával. Bioszféra = litoszféra + hidroszféra + atmoszféra + élőlények A környezet alkotóelemei: I. II. III. IV. V. VI.
Föld: alapkőzet, ásványi vagyon, barlangok, talaj, domborzat Víz: felszíni vizek, földalatti vizek, csapadék vizek Levegő: troposzféra (kb. 10 km magasan, felhőöv), sztratoszféra (kb. 10-50 km) Élőlények: növényvilág, állatvilág, mikroorganizmusok Táj Települési környezet: lakóterületek, ipartelepek, mezőgazdasági területek, közlekedési útvonalak
Az egyes környezeti elemek között kölcsönhatások vannak. A környezet mérete szerint megkülönböztetünk mikro-, mezo-, és makrokörnyezetet. Mikrokörnyezet: épületen belüli környezet Mezokörnyezet: épületen kívüli, de a település határain belüli környezet Makrokörnyezet: a település határain kívül
lokális, helyi jellegű regionális kontinentális globális
2. Környezetszennyezés folyamata Az emberi tevékenység a környezet elemeinek tulajdonságait hátrányosan változtatja meg. Lépései: a) Kibocsátás szennyező forrásból -> Emisszió (E) b) A szennyezés terjedése a környezeti elemekben -> Transzmisszió (T) c) A szennyeződés megérkezik a helyre, ahol kifejti a káros hatását -> Immisszió (I) (F)->(T)->(I) a) Emisszió:
anyag vagy energia kibocsátás szakasz (időszakos) vagy folyamatos egyenletes vagy időben változó forrása helyhez kötött vagy mozgó a forrása pontszerű vagy kiterjedt a kibocsátott anyag tulajdonságai igen változatosak (halmazállapot, szerves/szervetlen, mérgező/nem mérgező stb.) Me~[W]
b) Transzmisszió: A transzmisszió során hígulás történik, de történhet kedvezőtlen átalakulás (pl. foto-kémiai reakció) is autókipuffogó-gáz: NOx, CO, CO2, szénhidrogének napfény hatására ezekből keletkezik --> O3 és PAN (ezek sokkal toxikusabbak, mint az eredeti komponensek) Los Angeles típusú szmog: napfény és forgalom hatására keletkezik (Athén, Peking, Mexikóváros) London típusú szmog: télen, fűtésszezonban keletkezik c) Immisszió: a meghatározott helyen fellépő szennyezettségi érték (pl. SO2 koncentráció a levegőben, hangnyomás) Me~[mg/m3] vagy [W/m2] vagy ppm -> egymilliomod [W/m2]->egységnyi felületen, időegység alatt áthaladt energia
Ható tényezők:
Veszélyes anyagok és technológiák Hulladékok Zajok és rezgések Sugárzások
További fogalmak: Környezetterhelés: minden a forrásból kilépő anyag vagy energia (Kis mennyiségű kibocsátás nem jelent még szennyezést) Környezetkárosítás: a környezeti elemek tartós károsodását jelenti. A környezeti elemek eredeti állapota (vagy korábbi állapota) csak emberi beavatkozással állhat vissza, önmagától nem Természetes öntisztulás: korlátozott Környezetvédelmi bírság: annak kell fizetnie, akinek a kibocsájtása meghaladja az emissziós határértéket (Eh) Pl. a szállópor koncentrációja a városi levegőben A határértékeket (Eh) a környezetvédelmi hatóságok állapítják meg -> mennyi az a koncentráció, ami már az emberre is veszélyes
3. Környezetvédelem A környezetvédelem célja:
Megfelelő életkörülmények Az ember egészségének és fennmaradásának biztosítása Az anyagi és szellemi javak védelme
A környezetvédelem az intézkedések rendszere, amellyel a fenti célokat elérjük. Ezalatt értjük a károk megelőzését, megszüntetését, a természeti javakkal való ésszerű gazdálkodást és az emberi környezet fejlesztését.
4. Természetvédelem Egyes természeti értékekben gazdag területek védelme, eredeti állapotában való megőrzése az emberi tevékenységek (gazdasági és egyéb) korlátozásával. Cél:
tiszta levegő, víz megóvása csend megóvása növény és állatvilág megóvása a táj képének megóvása
A környezetvédelem alapvető kérdései: a) Mit védünk? b) Mitől védjük?
c) Hogyan védjük? a) Az embert és annak természetes és mesterséges környezetét. b) A különböző környezeti ártalmaktól, amelyek közül néhány fontosabb: 1. Kémiai ártalmak: - pl. mezőgazdaságban, iparban és háztartásban keletkező hulladékból származnak Vannak amik azonnal hatnak (pl. savak), de vannak amiknek a hatása hosszabb távon jelentkezik (beépül a táplálékláncba, pl. tartósítószerek) 2. Szövetizgató hatások: - Elsősorban a porszennyezés (hatása nem csak kémiai, hanem mechanikai is) 3. Zaj és vibrációs hatások: - Ipar és közlekedés 4. Sugárhatások: - röntgen, UV, gamma stb. 5. Idegi megterhelés: - stressz, káros pszichés ingerek 6. Termőterületek, a táj, az élővilág, az anyagi eszközök károsodása: - Nincs közvetlen hatással az emberre (nem feltétlenül) Pl. talajerózió, kőfejtés, élőlények kipusztulása, korróziós károk, elsivatagosodás A környezeti ártalmak a legnagyobb mennyiségben a legsűrűbben lakott településeken figyelhetők meg. Itt általában gyors észlelés és intézkedések szoktak történni. A globális problémák: a távoli térségekben felgyülemlő szennyeződések (pl. óceán), a növényi állomány csökkenése, az elsivatagosodás, a globális felmelegedés, a termőföldek kimerülése. Ezek megoldása nehezebb, nemzetközi együttműködést igényel. „Think globally, act locally” c) A környezeti ártalmak elhárításának eszközei: Típusok: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Műszaki Gazdasági Jogi Intézményi Oktatási Etikai
1. Műszaki és természettudományi eszközök: a. az emisszió (E) csökkentése - technológiaváltás (aktív módszer) pl. hulladékszegény technológia alkalmazása -passzív (additív) módszerek A szennyezés kijutásának megakadályozása a cél Pl. porleválasztók, szennyvíztisztítók, szűrők, katalizátorok „End of pipe” módszer -> a technológiai eljárás folytamatának végén található (csővégi módszer) b. A terjedés gátolása (transzmisszió – T) Pl. védő erdősáv (porszennyezés), zajvédő fal, magaskémény (jobban eloszlatja a gázokat) c. Immisszió területén (I)
Pl. gázálarc, füldugasz stb A legértékesebb az a) az emisszió csökkentése, de ez beruházásokat igényel, igen költségesek A környezetvédelmi beruházások: - az önköltsége növekszik - a piaci versenyképességet csökkenti - lassan, vagy egyáltalán nem térülnek meg a beruházások (esetleg más ágazatban térülnek meg) 2. Gazdasági eszközök: a. Díjak -környezetterhelési díj: bizonyos szennyezőanyagok kibocsájtása esetén fizetik a vállalatok és magánszemélyek Pl. ~ levegőterhelési díj (SO2, NOx, por) ~ talajterhelési díj (emésztőgödrök) ~ igénybevételi járulék – természeti erőforrások használata esetén ~ vízkészlet védelme (kútlétesítési díj) ~ termékdíj: a termék gyártója (vagy hazai importőre) fizeti a jövőbeli hulladékkezelés költségét b. Bírság határérték feletti kibocsájtás esetén 3. Jogi eszközök a. törvények 1995. évi LIII. tv a környezet védelmének általános szabályairól 1996. évi LIII. tv a természet védelméről 2012. évi CLXXXV. tv a hulladékgazdálkodásról b. rendeletek – kormányrendeletek, miniszteri rendeletek
4. Környezetvédelem intézményrendszere hierarchia: országos (o) regionális (r) helyi (h) Minisztériumi szint (o) -> Vidékfejlesztési Minisztérium, környezeti ügyekért felelős államtitkár Főfelügyelőség (o) -> Országos Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség Főigazgatóság (o) -> Környezetvédelmi és Vízügyi Központi Igazgatóság Felügyelőségek (r) -> Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőségek (pl. észak-dunántúli) Igazgatóságok (r) -> Környezetvédelmi és Vízügyi igazgatóságok Település önkormányzatok („jegyzők”) (h) 5. Oktatási 6. Etikai
A környezetvédelem területei: Csoportosítás a védendő közeg szerint: -
Levegőtisztaság-védelem Vízminőség-védelem Talajvédelem
Külön területek: -
zajvédelem (a szennyezés jellege miatt) hulladékkezelés (függetlenül attól, hogy levegő, víz, vagy talajszennyezést okoz)
Komplex környezetvédelmi szemlélet szükséges! Az egyik környezeti ártalom csökkentése másik környezeti ártalmat okozhat. Pl. Vízben gázokat nyeletek el a víz lesz a probléma Hulladékégetés levegőszennyezés
Hulladékkezelés 1. Alapfogalmak Hulladék definíciója: Olyan anyag, amelyet a tulajdonosa sem felhasználni, sem értékesíteni nem tud, ezért kezeléséről gondoskodnia kell. A felhasználhatatlanság okai: a) Műszaki ok: nincs megfelelő módszer b) Gazdasági ok: van módszer, de annak alkalmazása nem gazdaságos Hulladék új (Eu-s) definíciója: Olyan anyag vagy tárgy amelytől birtokosa megválik/megválni szándékozik/ megválni köteles. 2. Hulladékgazdálkodás A hulladék: - gyűjtése - szállítása - kezelése - e műveletek felügyelete - a hulladékgazdálkodási létesítmények és berendezések kezelése - a hulladékkezelő létesítmények utógondozása (hulladéklerakók) Hulladékkezelés: hasznosítási és ártalmatlanítási műveletek tartoznak ide (beleértve az előkészítést is) 3. A hulladékgazdálkodás céljai a) A keletkező mennyiség csökkentése Technológia útján (termelésintegrált környezetvédelem)
Hulladékszegény eljárások üzemen belüli visszaforgatás (tipikusan a műanyagoknál Termék útján (termékintegrált környezetvédelem) hasznosítható anyagok beépítése termék élettartamának növelése több célra használható termékek többféle csomagolóanyag alkalmazásának elkerülése
b) A hulladék minél nagyobb hányadosának a hasznosítása c) A nem hasznosítható hulladék ártalmatlanítása
A hulladékgazdálkodási hierarchia-diagram
„3R” -> „reduce” + „reuse” + „recycle” „4R” -> „3R” + ”recovering”
Fenntartható fejlődés (sustainable development) A Brundtland bizottság megfogalmazásában A fenntartható harmonikus fejlődés a jelen igények kielégítése mellett nem fosztja meg a jövőgenerációt saját szükségleteinek kielégítésének lehetőségétől. A fenntartható fejlődés komponensei:
-
Környezeti, környezetvédelmi Gazdasági Szociális, társadalmi (Kulturális sokszínűség)
A fenntartható fejlődésnek elviselhetőnek, igazságosnak és életképesnek kell lennie. Nem fenntartható fejlődés: a természeti tőke gyorsabb felhasználása, mint ahogy az pótolható Természeti tőke = a természeti erőforrások összessége (nyersanyagok, energiahordozók, vízkészlet, stb.) Ez a rész nem saját jegyzet, lehet hiányos
A hulladék mennyisége: A hulladékkezelés alakulása Magyarországon 2000-2008 illetve 2009-2014: (becslés) [%]-ban
Anyagában hasznosítás Energetikai hasznosítás Égetés Lerakás
2000
2008
2009
2014
25,5
27,1
29
40
2
3,4
4,5
10
0,5 52,9
0,3 42,2
0,5 42
1 40
A hulladék anyagában hasznosítása és energetikai felhasználása növekvő tendenciát mutat. A kettő együttes százalékos aránya Magyarországon 2014-re eléri az 50%-ot. A hulladék lerakásának aránya csökken, de elég jelentős hányadát teszi ki az egész hulladékkezelésnek. Az égetés változó arányú. A hulladékok csoportosítása: a) Eredete szerint: - Termelési (ipari) - Mezőgazdasági - Egészségügyi - Települési TSZH – települési szilárdhulladék
b) Veszélyesség szerint: - Veszélyes (pl. elemek) - Nem veszélyes (pl. TSZH) - Inert (pl. építési, bontási hulladék legnagyobb része) Inert hulladék: Inert hulladék: az a hulladék, amely nem megy át jelentős fizikai, kémiai vagy biológiai átalakuláson. Jellemzője, hogy vízben nem oldódik, nem ég illetve más fizikai vagy kémiai módon nem reagál, nem bomlik le biológiai úton, így nem veszélyeztetheti a felszíni vagy felszín alatti vizeket.
A hulladék kezelésével járó körfolyamat sémája:
Termék: termelési folyamatok eredménye, amely lakossági, vagy ipari fogyasztásra alkalmas Melléktermék: Az adott termelőnél nem, de egy más termelési folyamatban átalakítással, vagy anélkül hasznosítható Egyedi hulladék: Bizonyos technológiából származó hulladék a keletkezési állapotában, formájában (pl. salak)
A hulladék halmazállapota: -
szilárd (pl. salak, TSZH) pasztaszerű (pl. műgyanta, festék)
-
iszapszerű (pl. szennyvíziszap, vörösiszap) folyékony (pl. kommunális folyékony hulladék, hígtrágya) légnemű (pl. vegyszergőz, füst)
A hulladék főbb típusai: (amikkel foglalkozunk) a) Települési b) Veszélyes c) Termelési a) Települési szilárd hulladék (TSZH) A háztartási szilárd hulladék, illetve az ahhoz hasonló jellegű, összetételű, azzal együtt kezelhető más hulladék. Mennyisége és minősége erősen függ: életszínvonal életmód fogyasztási szokások b) Veszélyes hulladékok (háztartásokban) kémiai áramforrások (pl. elemek, akkumulátorok) vegyszerek, növényvédő szerek fáradtolaj festékek, lakkok gyógyszerek
A mennyiség jellemzése: 𝐾𝑔
lakos egyenérték: [𝑓ő × 𝑛𝑎𝑝] New York ~2
Budapest ~1,2
Abuja (nigériai főváros) ~0,5
A TSZH kezelési módja országonként eltérő TSZH összetétele Magyarországon: [tömeg%] /becslés/ papír műanyag textil üveg fém szerves szervetlen
Budapest 18-20 12-15 5-6 4-5 3-4 30-32 20-25
országos 15-17 5-7 3-4 3-4 3-4 35-40 25-30
Budapest 6-6,5
New York 8-8,5
Fűtőérték: [MJ/kg] a TSZH fűtőértéke 2003
Mechanikai-biológiai hulladék kezelés: (MBH) Nyersanyaga: - vegyes települési hulladék - szelektív hulladékgyűjtés után maradó hulladék Kezelés célja: -
A hulladék veszélyességének csökkentése A hulladék térfogatának és tömegének csökkentése A hulladék stabilizálása (szervesanyagtartalom és biológiai aktivitás csökkentése) Szaganyagok semlegesítése = patogén mikroorganizmusok elpusztítása
Európa: lerakás előtti stabilizálás másodlagos tüzelőanyag „RDF” előállítása RDF – refused derived fuel Időtartamban a kezelés kb. 2 hétig tart I. -
Mechanikai kezelés: aprítás --> méret csökkentés osztályozás --> méret szerinti szétválogatás (pl. szitákkal) dúsítás --> szétválogatás eltérő fizikai tulajdonságok alapján
Dúsítás:
Kézi – futószalagon megy a hulladék, kézzel válogatják – nagyméretű hulladék esetén Légáram – sűrűségkülönbségen alapul Mágnese szeparálás – vasfémek kiválogatása Elektromos szétválasztás – vezetők és nem vezetők szétválasztása (örvényáramos szeparálás)
A mechanikai kezelésekkel az újrahasznosítható és magas fűtőértékű anyagok kiválaszthatók Innentől kezdve újra saját jegyzetből
II.
Biológiai kezelés: - szerves anyagok kezelése
Eljárások: a) Aerob ((lényegében komposztálás)) b) Anaerob c) Biológiai szárítás a) Különböző komposztszerű anyagok b) Levegőmentes rothasztás --> biogáz keletkezik c) A hulladék gyors száradási folyamaton esik át, a mikroorganizmusok hőt termelnek. A végeredmény másodrendű tüzelőanyag lesz (RDF) III.
Az MBH termékei és kimenő áramai -
komposztszerű anyag -> talajjavításra és hulladéklerakók fedőrétegeként használják
-
biogáz -> gázmotor -> elektromos áram, hőtermelés RDF -> tüzelőanyag, magas fűtőérték biostabilizált hulladék -> lerakásra került, a környezetre nem veszélyes újrafelhasználható anyagok -> fémek, üveg, kavics stb.
IV.
-
Előnyei: Hasznosítható anyagok kinyerése
-
Energiatermelési lehetőség (RDF, biogáz)
-
Hulladék mennyiségének és veszélyességének csökkenése
-
A lerakásra kerülő rész jobban tömöríthető
-
Meglévő technológiák kombinációján alapul
-
Hátrányai: Újrahasznosítható anyagok minőségromlása Az eljárás önmagában nem elégséges, további kezelést igényel (pl. lerakást)
Termelési hulladék: Eredet szerint csoportosítva: a) b) c) d) e)
Technológiai hulladék Amortizációs hulladék Javító és szolgáltatóipari hulladék A termelés szociális és adminisztrációs intézményeiből származó hulladék Üzemi közterületről származó hulladék
{a+b+c}--> jelentős részük veszélyes hulladék {d+e}--> nem termelés specifikus hulladékok, általában a kommunális hulladékkal együtt kezelhető Technológiai hulladék: üzemszerűen keletkezik a gyártás, felújítás során. Jelentős része veszélyes hulladéknak minősül. Egy részét a üzemen belül hasznosítják. A termelési hulladék mennyisége nagyságrendekkel nagyobb, mint a lakossági hulladéké
Veszélyes hulladékok: (Hazardaus waste, Sandernabfall) Különleges kezelést igényelnek --> drágább kezelni Hulladék törvény (Ht. 2012.) szerint van veszélyes és nem veszélyes hulladék. Huladékgazdálkodási törvény (Hgt. 2000.) --> veszélyességi jellemzők jegyzéke A Ht átvette a Hgt-től a veszélyességi jellemzőket 15 osztály --> H1-H14 (H3A; H3B)
H1 – robbanóanyag; H2 – oxidáló; H3A – tűzveszélyes; H3B – mérsékelten tűzveszélyes; H4 – irritáló, izgató; H5 – ártalmas anyagok; H6 – mérgező anyagok; H7 – rákkeltő anyagok; H8 – maró vagy korrozív anyagok; H9 – fertőző anyagok; H11 – mutagén anyagok; stb. H11 – Mutagén anyagok: az öröklődést befolyásolják -
Kémiai: minden olyan anyag, amely a sejt elpusztítása nélkül eljut a kromoszómáig és mutációt okoz Fizikai: sugárzások: γ sugárzás, röntgensugár, UV sugárzás
Baseli egyezmény (1992): Célja a veszélyes hulladékok országok közötti szállításának korlátozása. (A fejlett országok ne exportálják a veszélyes hulladékot a fejlődő országokba)
Khian Sea incidens (1986): --> közvetlen előzménye az egyezménynek -
14ezer tonna mérgező égetési hamu visszautasítása az USA-ban (1984. Philadelphia) Hajóra rakták a hamut exportálás céljából (Hajó neve: Khian Sea) Lerakási helyet keresett 16 hónapig (Dominika, Honduras, Holland-Antillák), de mindenhol visszautasították 4ezer tonna lerakása „talajtrágya” címén, Haiti partján (1988) 10ezer tonnát pedig az óceánba szórták Sri Lanka és Szingapúr között A 4ezer tonnából végül 2500-at visszavittek Floridába Több hatóság végül nem veszélyes hulladéknak minősítette és lerakták Pennsylvániában egy lerakóban (ahonnan elindult a 14ezer tonna) 2002-ben ért véget a történet
Az ipari hulladék mennyiségének csökkentése: Az ipari hulladék keletkezésének okai: -
Nincs tiszta nyersanyag A kémiai folyamatok egyensúlyi folyamatok => a konverzió nem 100%-os [𝐴]
pl. 𝐴 ↔ B Egyensúlyi állandó (K), 𝐾 = [𝐵]
-
[A] --> egyensúlyi koncentráció Konverzió = átalakulás Gyártókészülékek tökéletlensége (tömítetlenség, sorja)
Hulladékmentes technológia nincs. Van viszont hulladékszegény technológia, amikor ugyanazt a terméket a korábbinál kevesebb hulladék képződése mellett szolgáltatja. Csökkentési lehetőségek: 1) Tisztább nyersanyagok alkalmazása Pl. hőerőművek fűtőanyagai - szén --> salak, pernye, SO2, NOx - fűtőolaj --> kevesebb a szilárdhulladék, de a légszennyezés nagyobb - földgáz --> csak az NOx jelenti a problémát (ez a legtisztább, de a legdrágább is) 2) Új eljárások, készülékek, műszerek alkalmazása
a) Anyagok előállítása szintézissel alkotóelemekből --> pl. sósavgyártás -
Régen: 2𝑁𝑎𝐶𝑙 + 𝐻2SO4 = 2HCl + Na2SO4 Na2SO4 --> melléktermék Újabban: H2 + Cl2 = 2HCl Melléktermék nincs, de más kérdés, hogy a tiszta H2-t és Cl2-t is elő kell állítani
b) Automatizálás, műszerezés --> pozitív hatás -
Szabályozás és vezérlés
3) Reakció egyensúlyának megváltoztatása -
-
exoterm reakcióknál: ha T↗ K↘ a reakció gyorsabb lesz k↗ T – hőmérséklet K – koncentráció k – reakciósebesség Reaktorkaszkád alkalmazása --> több reaktor sorba kapcsolva egyre csökkenő hőmérsékleten Pl. n=3
T1 K1 k1
> < >
T2 K2 k2
> < >
T3 K3 k3
4) Hatékonyabb katalizátorok alkalmazása Exoterm reakciónál egy hatékonyabb katalizátorral csökkenthető a reakcióhőmérséklet Pl. Nitrogénipar --> CO konverzió CO + H2O = CO2 + H2 Katalizátorok: FeO ZnO <-- kisebb T, de szennyezésre érzékenyebb
5) Szelektívebb katalizátorok alkalmazása 6) Recirkuláció alkalmazása Főként, amikor a konverzió alacsony Pl. Haber-féle NH3 szintézis 2N + 3H2 = 2NH3 (p=300 bar, T=500 °C)
Szeparátor: elválasztó egység, kivesszük az ammóniát a rendszerből és a hidrogént és a nitrogént visszaforgatjuk. 7) Egyéb lehetőségek a) Termék használati idejének növelése termékminőség javítása a fogyasztói szokások megváltoztatása b) A technológiai fegyelem növelése c) Karbantartás, javítás d) A készülékek felújítása – korszerűbb, jobban műszerezett (így kevesebb selejt keletkezik)
A hulladék gyűjtése, begyűjtése Def. --> Ht. 2012. Gyűjtés: a hulladék összeszedése hulladékkezelő létesítménybe történő elszállítás céljából, amely magában foglalja a hulladék előzetes válogatását és előzetes tárolását is. A keletkezés helyén, környezetszennyezést kizáró módon kialakított gyűjtőhelyen. Igazodik a keletkezés, szállítás üteméhez, valamint a további kezelés vagy tárolás feltételeihez. A gyűjtés lehet: -
rendszeres (pl. TSZH) vagy kampányszerű (pl. lomtalanítás)
-
hagyományos (mindent együtt, nehezebb a későbbi kezelése, általában lerakóba vagy égetőbe kerül) vagy szelektív (a hulladékot fajtája és jellege szerint külön válogatva gyűjtik, elsősorban csomagolási hulladékok) Szelektív hulladékgyűjtés célja: újrahasznosítás megkönnyítése nyersanyagok kinyerése lerakandó hulladék mennyiségének csökkentése
A hulladék szállítása: A hulladék telephelyen kívüli mozgatását jelenti (a telephelyen belülit nem számítja a törvény) a gyűjtőhely és telephely között -
együtemű kétütemű (átválogatás)
Módjai: a) Járművel (közúti, vasúti, targonca, stb.) b) Helyhez kötött eszközökkel (szállítószalag) c) Zárt rendszerben áramló közeggel Nemzetközi egyezmények szabályozzák: -
Közúton ADR Vasúti RDI Belvízen ADN Tengeren IMDG
Ki kell zárni a környezet szennyeződését és a veszélyes hulladékok keveredését. Szállítás ömlesztve vagy csomagolva történik. Csomagoló eszközök típusai: konténer, hordó, kanna.
A hulladék tárolása: Átmeneti megoldás, a hulladék kezelése előtti állapot.
Átmeneti tárolásra nem kerülhetnek: - Fokozottan tűzveszélyes hulladékok - Veszélyes szerves oldószerek - Gyorsan bomló szerves hulladékok Tárolás történhet: Nyílt/zárt térben Nyílt téren: szabadban / medencében
Hulladékok termikus kezelése I.
Égetés -
exoterm
-
-
a hulladék szerves komponensei gázokká (elsősorban CO2) és vízgőzzé alakulnak gázok + vízgőz --> füstgáz az éghetetlen, szervetlen anyagokból lesz a salak és a pernye oxigén feleslegben égetünk, oxigéndús, magas hőmérsékletű égetési zóna heterogén összetételű hulladékokat égetünk eltér a nyílt téri egyszerű égetéstől szilárd, folyékony és gáznemű anyagok szabályozott égetése a bejövő hulladék intenzív keverése a levegő kényszeráramoltatása általában kiegészítő tüzelőanyagot is alkalmaznak
Célja: 1) A hulladék térfogatának csökkentése ∆𝑉𝑇𝐻𝑆𝑍 = 50 − 60% (éghető frakcióknál 95-99%) A hulladéklerakók élettartama emiatt megnő További térfogatcsökkentés: Salak tömörítése Fémkivonás a salakból 2) Hővisszanyerés („waste to energy”) 3) Fertőtlenítés (kórokozók elpusztítása) --> nem cél, de járulékos nyereség
A szerves anyagok égetésének feltételezett reakciója: 𝑛
𝑚
4
2
Cn + Hm + (m+ )O2 <=> nCO2 + H2O Nem minden szénhidrogén ég el tökéletesen --> CO is képződik S, N stb. is oxidálódik --> NOx SOx Égetési termékek: salak, pernye, füstgáz + folyamatvíz
Az égetés feltételei: -
-
-
Megfelelő légfelesleg λ – légfeleslegtényező λ ~ 1,2-2,5 Megfelelő hőmérséklet: Tmin: Ahhoz, hogy az égés önfenntartó legyen (750-800 °C) Tmax: Attól függ, hogy salakolvasztásos (1200-1700 °C), vagy nem (1050-1100 °C) a technológia Megfelelő tartózkodási idő (τ): TSZH esetén: τ≈0,5-1 h füstgáz az utóégetőben τ≈2s Megfelelő turbulencia: a levegőnek megfelelően kell keverednie a hulladékkal
„3T” – Temperature, time, turbulence Az éghető hulladék jellemzői: (ezek befolyásolják a technológia helyes megválasztását)
-
-
Halmazállapot Összetétel Gyors analízis szerinti (szén, éghető anyag, víz és hamutartalom) Elemanalízis (C, H, N, O, S tartalom) Fűtőérték Térfogatsúly (sűrűség megfelelője, de mivel a hulladék általában heterogén, ezért nem egészen az) Salak olvadási jellemzői Szemcseméret, szemcseméret-eloszlás, maximális darabnagyság Folyékony hulladéknál: viszkozitás Halogén-, nehéz- és egyéb fémtartalom Mérgezőanyag tartalom Fertőzőség
Az égetés technológiai lépései: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Átvétel, tárolás Előkészítés (nagy darabok kiválogatása, aprítás, dúsítás) Adagolás Égetés Hőhasznosítás Füstgáztisztítás Salak és pernyekezelés
Az égető berendezések csoportosítása: a) Típus szerint Rostélyos Rostély nélküli b) A berendezés eredeti rendeltetése szerint Hulladékégető mű (eredetileg arra épült)
Nagy hőmérsékletű technológiai berendezés c) A hulladék és a füstgáz áramlási iránya szerint Egyenáramú: a hulladék és a füstgáz egy irányba megy - Hátrány: nehézkes szállítás és begyújtás (levegőt elő kell melegíteni) Ellenáramú: a hulladék és a füstgáz ellentétesen megy - Hátránya: tökéletlen égés veszélye, a füstgáz elkerüli (nem megy át) a legmagasabb hőmérsékletű zónát Kereszt/vegyesáramú Tüzelési körülmények: -
-
A levegő bevezetése két részben Primer levegő ~80% (a hulladék fő tömegének égetésére) Szekunder levegő ~20% (utóégetésre) Tűztérfalazat --> hőmérsékletingadozással, koptatóhatással, kémiai hatásokkal szemben ellenálló, megfelelő szilárdságú, anyaga általában korrund (Al2O3) vagy samott Póttüzelés alkalmazása: olaj vagy gázégőkkel
Égetőberendezések típusai: 1. Rostélyos berendezések: - TSZH égetők többsége ilyen Rostély: Szerepe az égéságy levegőztetése és a hulladék keverése, mozgatása A primer levegő hűti is a rostélyokat Elektromos hajtás (változtatható fordulatszám) 𝑀𝐽 Max termikus terhelhetőség: 2-4000 2 𝑚 ×ℎ
2. Rostély nélküli berendezések: Általában hengeres kialakítású --> a hősugárzás intenzitása nagyobb, a hőveszteség kisebb a) Forgódobos kemence - Enyhén lejt (a dőlésszög változtatható) - Lassan forog (a fordulatszám változtatható) - Kibélelt hengeres tűztér - Belső terelő fogazat (τ tartózkodási idő növelése) - A hulladék mozgása kétirányú A palásttal forog Halad előre - A dob végén a gázok feltorlódnak --> nagy turbulencia - Utóégető tér (olaj vagy gázégőkkel, folyékony hulladék is égethető) - Szilárd, iszapos és folyékony hulladék égetésére is szolgál - Salakolvasztásos is lehet Méretei: L=8-13m, D=3-4m, Vhulladék=0,2Vdob, λ ~ 2-2,5
b) Westinghouse – O’Connor forgódobos kemence: -
Vízhűtéses membránfal (nincs kifalazva) Levegő bevezetése a csövek közötti járatokon át Jó levegőeloszlás Az égéstér fölé közvetlenül is
-
λ ~ 1,5
3. Égetőkamrák: -
Kifalazott fix dob (nem forog) Iszapok, folyékony-, és előaprított szilárdhulladék égetésére szolgál (akár gázok is) Betáplálás porlasztók és fúvókák segítségével a) Egyenáramú b) Keresztáramú c) Ellenáramú
Az első zh anyaga idáig tartott __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________
