KMFP 00032/2001
Komplex kommunális hulladékkezelési rendszer kidolgozás Összeállította: Prof.Dr.Csőke Barnabás Előadó: Bokor Veronika kommunális üzemvezető Koordinátor: VERTIKÁL Rt., Polgárdi Témafelelős: Ferencz Károly vezérigazgató Tagok: MISKOLCI EGYETEM, ELJÁRÁSTECHNIKAI TANSZÉK, Miskolc Témafelelős: Prof.Dr.Csőke Barnabás tanszékvezető egyetemi tanár KÖZTISZTASÁGI EGYESÜLÉS, Gárdony Témafelelős: Nagy György igazgató
Tanácsadó:
PORFIKOMP Kft. Dr.Alexa László ügyvezető igazgató
Tartalom • • • •
Előzmények A projekt célja és tárgya A projekt fő feladatai A projekt megvalósítása, eredménye
TERSZ0l Szövetkezet
Miskolci Egyetem Eljárástechnikai Tanszék
Vertikál Rt.
A szilárd települési hulladékok kezelésének általános céljai: • a lerakásra kerülő hulladék csökkentése; • a lerakás kockázatának mérséklése; • a települési hulladékból hasznosítható termékek kinyerésével, előállításával a hulladék anyagának a termelési-fogyasztási folyamatba történő minél teljesebb visszaforgatása.
A települési szilárd hulladék három alapvető részre bontható: • csomagoló anyagok: 30 ... 40 % ⇒ Üveg − fehér − barna − zöld ⇒ Papír
− nyomdai termékek − karton − hullámpapír
⇒ Könnyű csomagoló anyagok − fémek: vas és alumínium konzerves, italos és más dobozok − műanyagok
• biohulladékok:
40 ... 50 %
• maradvány:
30 ... 10 %
⇒ Komposztálható természetes anyagok (növényi hulladék, ételmaradék, stb) ⇒ 8...40 mm frakció
Szilárd települési hulladék hagyományos kezelési rendszere MARADÉK
HULLADÉK SZELEKTÍV GYŰJTÉSE o lakosságtól, az intézményektől, valamint ipari és kereskedelmi vállalatoktól, vállalkozásoktól
BIOLÓGIAILAG LEBONTHATÓ CSOMAGOLÓ ANYAGOK ELŐSZORTÍROZÁS VÁLOGATÓMŰBEN o termékek: kvázi fajtatiszta papír-, műanyag-, fémés üvegfrakciók
VÉGSŐ SZORTÍROZÁS ELŐKÉSZÍTŐMŰBEN o fajtatiszta termékek előállítása (pl. az előbbi műanyagfrakcióból PVC, PE stb. granulátum előállítása) Köztisztasági Egyesülés
Komposztálás vagy Biogáz-előállítás
LERAKÁS
Miskolci Egyetem Eljárástechnikai Tanszék
Elégetés Vertikál Rt.
A hagyományos kezelés hátrányai (problémafelvetés) ⇒ Nem csökkenti elegendő mértékben a lerakandó hulladék mennyiségét (ha nincs égetés). ⇒ A hulladék egy tetemes része kezeletlenül kerül lerakásra. ⇒ Az előbbiek miatt a lerakás költségei nagyok. ⇒ A szelektívgyűjtés (csomagoló és biológiailag lebontható anyagokra) és kézi-gépi válogatás túlerőltetése e rendszert is gazdaságtalanná teszi. ⇒ A kezeletlen települési maradék elégetése - a maradék kedvezőtlen tüzeléstechnikai tulajdonságai (alacsony fűtőérték, nagy nedvességtartalom) miatt gazdasági szempontból előnytelen.
• Egy - egy ország hulladékgazdálkodással foglalkozó szakembereinek alapvető feladata, hogy az adott ország lehetőségeinek leginkább megfelelő rendszert dolgozza ki.
Köztisztasági Egyesülés
Miskolci Egyetem Eljárástechnikai Tanszék
Vertikál Rt.
A termelés és fogyasztás hulladékai, mint nyersanyag- és energiaforrások (egységes koncepció) Termék
Termelés, szolgáltatás
Fogyasztás (háztartás)
Visszaforgatott anyagok (fém)
háztartási és háztartási jellegű ipari hulladék
Stabilizált biohulladék
Lerakó (Inert anyagok, PVC) Köztisztasági Egyesülés
Biostabilizálás és Előkészítés Tüzelőanyagok Hulladék égetőmű
Erőmű
Technológiai hulladék Másodlagos enegiahordozók
Kohó
Miskolci Egyetem Eljárástechnikai Tanszék
Másodnyersanyag
Cementgyár
Vertikál Rt.
A termelés és fogyasztás hulladékai, mint nyersanyag- és energiaforrások (koncepció) Termék
Fogyasztás
Visszaforgatott csomagolóanyagok
(háztartás)
Termelés, szolgáltatás
Szelektívgyűjtés:
háztartási és háztartási jellegű ipari hulladék
Maradékanyag (háztartási szemét)
Válogatómű
Szelektívgyűjtés és szortírozás
Maradékanyagok biostabilizálása és előkészítése
Stabilizált biohulladék Visszanyert fémek
Lerakó (Inert anyagok)
Köztisztasági Egyesülés
Technológiai hulladék
Hulladék égetőmű
Erőmű
Másodnyersanyag Másodlagos enegiahordozók
Kohó
Miskolci Egyetem Eljárástechnikai Tanszék
Cementgyár
Vertikál Rt.
Alternatív tüzelőanyag-termékek előállítása Fa- és papíripari maradékanyag
Víz
Víztelenítés
Szőnyegek Műanyagok
Vas
Tárolás
Települési hulladék maradékanyaga
Örvényáramú szeparálás
Aprítás
Biostab
Szélosztályozás
Mágneses szeparálás
Pelletezés
Pellet Alternatív tüzelőanyag Inert anyag Nemvas-fém
A projekt célja:
A szilárd települési hulladékok biostabilizálásával, a stabilizált anyagból komposzt, másod-tüzelőanyag és másodnyersanyag termékek előállításával hazai viszonyokhoz rugalmasan alkalmazkodni képes , a mainál gazdaságosabb hulladékkezelési technológiai rendszer kidolgozása. Köztisztasági Egyesülés
Miskolci Egyetem Eljárástechnikai Tanszék
Vertikál Rt.
A jelen projekt műszaki fejlesztési feladatának tárgya:
A hazai kísérletekkel megalapozott minta-rendszer létrehozása, amely a lehetővé teszi ⇒ a szilárd települési hulladékok komplex vizsgálatát és minősítését; ⇒ hozzárendelve a laboratóriumi és üzemifélüzemi kísérletekkel megalapozott biológiai és mechanikai előkészítési módokat. Köztisztasági Egyesülés
Miskolci Egyetem Eljárástechnikai Tanszék
Vertikál Rt.
A projekt fő feladatai 1. Nemzetközi tapasztalatok elemzése 2. Mintavétel és mintaanyagok feldolgozási módszerének kidolgozása 3. Anyagvizsgálati módszerek kialakítása
A projekt fő feladatai
4. Eljárástechnikai jellemzők meghatározása • • • • • • •
Szemcseméret Sűrűség Porozitás Nedvességtartalom Anyagi összetétel Fűtőérték és hamutartalom Kémiai összetétel: veszélyes komponensek
A projekt fő feladatai 5. A mechanikai-biológiai kezelés technológiájának fejlesztése •Fő üzemjellemzők meghatározása 6. Környezeti hatástanulmány, valamint a pénzügyi-gazdasági költség-haszon elemzés elkészítése. 7. A rendszer országos elterjesztése
Biostabilizálás és mechanikai előkészítés technológiája Háztartásokból származó települési hulladék Veszteség 25…37 %
Biostabiliozálás
Aprítás kalapácsos malommal
dobszita biostabilizált anyag
>20 mm
100 %
műanyag <20 mm Komposzt 45…50 %
Fémek 4…5 %
1…2 %
Tüzelőanyag 45-50 %
Mintavételi helyek
maradék durva 44-48 %
Üzemi mérések és laboratóriumi vizsgálatok Mintavétel időpontja
Hulladék Mért anyagjellemző szemcseméret- anyagi halmaz- nedvesség ösz-szetétel összetétel sűrűség tartalom
2002.március 29.
stabilizált
X
X
2002.május 8.
stabilizált
X
X
2002.május 14.
nyers
X
fűtőérték X kaloriméterrel csak a műanyagfrakció
X
X
X
X X
X >20 mm új félüzemi berendezéssel
X új félüzemi berendezéssel X új félüzemi berendezéssel X új félüzemi berendezéssel X új félüzemi berendezéssel
2002.június 20. stabilizált elemzése folyamatban
X
X
X
2002.június 27.
nyers
X
X
X
2002.július 24-27.
stabilizált
X
X
X
X
2002. július 24-27.. nyers
X
X
X
X
2002.augusztus 25- stabilizált 27.
X
X
X
X
2002.augusztus 25- nyers 27.
X
X
X
X
kémiai összetétel X csak a műanyagfrakció
X hamu-elemzése X hamu-elemzése X hamu és pernye-elemzése füstgáze-lemzés X hamu és pernye elemzése
Mintavétel-mintafeldolgozás
Szitaelemzés
Nyershulladék szitaelemzés, Polgárdi, 2002.augusztus 29. Szemcseméret x, [ mm ] < 20 20 – 50 50 – 100 100 – 150 150 – 200 >200 Σ
Tömegeloszlás [% ] 49,4 17,8 15,1 9,3 4,2 4,2 100,0
Biostabilizált anyag > 20 mm sűrűsége Szemcsefrakció
Átlagos halmazsűrűségek
[mm]
ρh [kg/dm3]
+200
0,0581
150 – 200
0,0449
100 – 150
0,0723
50 – 100
0,1147
– 50
0,1827
Biostabilizált anyag < 20 mm sűrűsége
(komposzt)
ρh [kg/dm3] = 0,3723 Műanyagok sűrűsége: PET palack: 0,0436 kg/dm3 Vegyes műanyag hulladék: 0,0507 kg/ dm3 Fólia: 0,0242 kg/ dm3 Nyers vegyes hulladék:
ρh [kg/dm3] = 0,2112
Anyagi összetétel megállapítása
A biostabilizált anyagból 20 mm nyílásméretű dobszitán leválasztott (tehát "komposzt " és fém nélküli) >20 mm durva termék Tömegarány, [%]
Anyagfajta 2002. március 29.
2002. május 8.
2002. június 20.
2002. július 24.
2002. augusztus 29.
min…max
Fémek Fa Üveg Műanyag Textíl Papír Rétegelt a. Bőr Gumi Kő Egyéb Σ
7,48 3,36 0,70 18,81 14,91 18,51 0,00 0,00 0,97 2,96 32,31 100,00
4,16 5,55 1,82 24,57 10,27 24,85 1,48 1,08 0,56 5,04 20,61 100,00
1,62 2,58 0,35 24,59 13,41 22,42 4,27 0,00 3,45 4,29 23,02 100,00
1,61 5,23 1,24 25,54 6,08 24,20 2,51 0,00 1,48 10,95 21,17 100,00
2,50 8,03 1,48 26,59 10,12 19,83 4,51 0,00 0,19 6,74 20,01 100,00
0,44…2,31 2,58…8,03 0,35…1,82 20,35…23,30 6,08…13,41 19,83…24,85 1,48…4,51 0…1,08 0,19…3,45 4,29…10,95 20,01…23,02
Σ fa+műanyag + textil + papír+rétegelt
55,54
66,74
67,27
63,56
69,09
55,59…69,09
Fűtőérték meghatározására szolgáló kísérleti kazán és mérőrendszere
A leghasznosabb éghető és kőzet+komposzt eltérő elhelyezkedése (elrendeződése) a stabilizált anyag szemcseméret-frakcióiban Szemcseméret [mm]
Tömeghányad [%]
2002.július 24. 3.táblázat adataiból Tömegarány, [%] Műanyag + kő +egyéb textil + papír
Száraz anyagra vonatkoztatott fűtőérték Fo , [MJ/kg]
> 200 150 – 200 100 – 150 50 – 100 20 – 50 12 – 20 8 – 12 –8 Σ
60…50
40…50 100
81,17 77,59 79,10 61,20
7,22 12,87 9,86 23,71
21,22
41,44 19,13 12,12 0…10 53,41
42,30 66,29 80,60 90…100
7,37
33,88
13,95
BIOSTABILIZÁLT HULLADÉK leválogatott műanyag nélkül !
Szemcseméret
Tömegeloszlás
Fűtőérték
x, [ mm ]
[% ]
F, [MJ/kg]
Száraz anyagra vonatkoztatott
Nedvességtartalom
fűtőérték
[% ]
Fo , [MJ/kg]
Hamutartalom [% ] nedves anyagra/száraz anyagra
<50
54,09
6,33
7,37
10,59
41,2 / 46,1
50 – 150
34,72
12,94
13,95
6,14
25,7 / 27,4
>150
11,19
20,43
21,22
3,33
27,5 / 28,4
Σszámított átlaggal
100,00
10,20
11,34
8,23
34,3 / 37,4
11,79
13,07
Σ?mért átlaggal
32,9 / 35,9
leválogatott műanyaggal együtt (ld.7.-9.táblázatot is) Σszámított átlag
10,9
12,1
7,8
33,0 / 35,8
Σ?mért átlag
12,5
13,7
7,8
31,6 / 34,2
Száraz anyagra vonatkoztatott
Nedvességtartalom
Hamutartalom
fűtőérték
[% ]
NY ERSHULLADÉK
Fűtőérték F, [MJ/kg]
Fo , [MJ/kg] Σ?mért
5,79
8,82
26,86
[% ] nedves anyagra/száraz anyagra 29,8 / 40,7
TECHNOLÓGIAI FOLYAMATÁBRA (eredmények az üzemi kísérlet szerint)
Fűtőérték: 3,5…6 MJ/kg
Háztartásokból származó települési hulladék
Nedvességtartalom: 27…30 %
Veszteség 25…37 %
Biostabiliozálás
Aprítás kalapácsos malommal
Mágneses szeparátor
dobszita biostabilizált anyag
>20 mm
100 %
műanyag <20 mm Komposzt 45…50 %
Fémek 4…5 %
1…2 %
Tüzelőanyag 45-50 %
M intavételi helyek
maradék durva 44-48 %
Fűtőérték: 12 …13 MJ/kg Nedvességtartalom: 8..10%
Elégetett stabilizált hulladék hamujának kémiai elemzése Komponensek
Tömegarány %
Izz.veszt.
9,11
SiO2
46,89
Fe2O3
3,50
Al2O3
10,58
TiO2
0,86
CaO
19,13
MgO
3,46
K2 O
2,53
Na2O
2,60
SO3
1,29
Elégetett stabilizált hulladék hamujának nehézfémtartalma Elemek
As. Co Cr Cu Hg Mn Ni Pb Sb Sn Tl V
Koncentráció µg/g <5 9,4 109 2,37 <5 606 34 191 <5 32 < 10 24
Elégetett stabilizált hulladék füstgázának kémiai összetétele
Elégetett stabilizált hulladék füstgázának nehézfémtartalma
ÖSSZEFOGLALÁS MŰSZAKI-GAZDASÁGI ELŐNYÖK: ¾Primer energia megtakarítás. ¾Az alternatív tüzelőanyagok és másodlagos nyersanyagok. felhasználásával a természetes erőforrások kímélése. ¾A hazai viszonyokra fejlesztett, a piacon jól értékesíthető hulladékhasznosítási technológiák készülnek. ¾A projekt keretében sor kerül termékek minőségbiztosítási rendszerének kialakítására és az ezzel kapcsolatos szabványok, feltételrendszerek hazai bevezetésére. ¾A gazdaságossági elemzése során kimutatható lesz, hogy a hulladékhasznosítás mikro- és makrogazdasági szinten milyen költség-megtakarítást eredményez. ¾Új munkahelyek létrehozása.
ÖSSZEFOGLALÁS KÖRNYEZETVÉDELMI ELŐNYÖK:
• A természetbe való bányászati mérséklése. • A hulladéklerakással összefüggő környezeti kockázat csökkentése. • Emissziók csökkenése: pl. Metán • A projekt eredményei segítik hazánkat az Országos Hulladékgazdálkodási tervben előírt feltételek és az EUelvárások megvalósítására. • Az elért eredmények közvetlenül felhasználhatók a Magyarországon induló komplex hulladékgazdálkodási rendszerek kialakítása során.
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET !
