Faipari hulladékgazdálkodás

Faipari hulladékgazdálkodás Alpár Tibor L.1 - Németh Gábor2 1 - Fa- és Papírtechnológiai Intézet 2 - Gépészeti Intézet 2010. szeptember 4.

2010. szeptember 4.

Fogalmak

2010. szeptember 4.

Hulladékgazdálkodás • Hulladékgazdálkodáson értjük a hulladék anyagok begyűjtését, szállítását, feldolgozását, újrahasznosítását vagy lerakását, és a felügyeletét (monitoring). • Az emberi tevékenység során keletkezett hulladék anyagokra vonatkozik, és céljai •

az egészségre, környezetre vagy esztétikumra gyakorolt hatásainak csökkentése.

•

nyersanyag forrás

• Vonatkozik: szilárd, folyékony, gáznemű vagy radioaktív anyagokra.

2010. szeptember 4.

Újrahasznosítás • Az újrahasznosítás olyan eljárásokat jelent, amelyek a használt anyagokból új termékeket hoznak létre, ezáltal csökkentve • a hulladék mennyiségét, • a friss nyersanyagok felhasználását, • energia felhasználást, • levegő-, talaj- és vízszennyezést.

2010. szeptember 4.

Elvek • Csökkenteni (Reduce) - kerülni kell a hulladék keletkezését • Újra használni (Reuse) - eredeti vagy módosított formában, pl. padlóburkolatok • Újra hasznosítani (Recycle) - más formában vagy kapcsolódó anyagban, pl. raklap forgácsolás után forgácslappá • Visszanyerés (Recovery) - energia visszanyerése elégetés által (hamvasztás, elgázosítás, pirolízis) • Ártalmatlanítás (Disposal) - megfelelő módon ártalmatlanítani, pl. elégetés magas hőmérsékleten energia nyerés nélkül, lerakás hulladéklerakóban 2010. szeptember 4.

HG elvek

2010. szeptember 4.

•

Hulladék hierarchia: A "3 R" elve (reduce, reuse és recycle) alapján az elsődleges cél a hulladékok minimalizálása. A hulladék hierarchia az alapja a legtöbb hulladék minimalizálási stratégiának.

•

Kiterjesztett gyártói felelősség: (Extended Producer Responsibility) olyan stratégia, amely a termékek teljes életciklusa során felmerülő valamennyi költséget (beleértve az élete végén jelentkező ártalmatlanítási költségeket is) integrálja a termék piaci árában. Ez azt jelenti, hogy a termékeket gyártó, importáló/exportáló cégeknek felelősséget kell vállalniuk a termékeikért nem csak a gyártás, de az egész hasznos életük során is.

•

A szennyező fizet elve: e szerint a szennyezést okozó fizet a környezetnek okozott hatásokért. A HG szerint ez azt jelenti, hogy a hulladékot termelőnek kell megfizetnie a szükséges ártalmatlanítási költségeket.

Hulladék hierarchia legelőnyösebb lehetőség

megelőzés minimalizálás újra felhasználás újra hasznosítás

legelőnytelenebb lehetőség

2010. szeptember 4.

energia nyerése lerakás

HG módszerek • Talajfeltöltés • Hamvasztás • Újrahasznosítás • Biológiai újrafeldolgozás • Energetikai hasznosítás • Megelőzés és csökkentés 2010. szeptember 4.

Talajfeltöltés •

•

Veszélyek - megoldások: • • • •

2010. szeptember 4.

A hulladék eltemetését jelenti, amely a legelterjedtebb a legtöbb országban. Gyakori megoldás elhagyott külszíni bányákat használni. A helyesen megtervezett és jól kezelt lerakó hely higiénikus és viszonylag olcsó lehet.

szél fútta szemét - tömörítéssel növelhető a sűrűsége és a stabilitása, élősködők (egér, patkány) - lefedéssel megelőzhető, kioldódó káros anyagok - csökkentése agyag vagy műanyag szigeteléssel, gáz képződés a szerves anyagok bomlásából (CH4, CO2): szag, növényzet elhalás, üvegház hatást fokozzák - gáz lefejtő rendszerrel a gázt vagy elégetik, vagy generátort üzemeltetnek vele.

Modern talajfeltöltés

2010. szeptember 4.

Talajfeltöltés és gázkinyerés

2010. szeptember 4.

Hamvasztás

2010. szeptember 4.

•

Általában energia nyerés nélküli elégetés. Magas hőmérséklet esetén hőkezelésnek is nevezik. Az eredménye lehet hő, gáz, gőz és hamu.

•

Kis vagy nagyüzemi megoldások, a hulladék típusa lehet szilárd, folyadék vagy gáznemű.

•

Elfogadott megoldás veszélyes hulladékok megsemmisítésére (> 900 °C).

•

A hamvasztás gyakori olyan országokban, ahol a termőföd kevés (pl. Japán). A keletkezett hő használható energia termelésre (hő, gőz+elektromos energia).

•

Az egyetlen szennyező forrás a kémény.

Újrahasznosítás • Egy típusú anyagok egyszerűen: • műanyagok: PVC, PP, PE, PET... • faanyagok: csomagoló, használt, ipari melléktermék... • fémek: vas, réz, alumínium... • papír: csomagoló, irodai...

• Kompozitok: bonyolult tisztítási, szétválasztási technológiákat igényelnek (pl. bútorok, számítógépek ....) 2010. szeptember 4.

Biológiai újrafeldolgozás • Elve a szerves anyagok bomlási folyamatainak felgyorsítása, kontrollálása. • Szerves anyagok (növényi hulladékok, étel maradékok, papír) újrahasznosítható biológiai komposztálással és lebontó eljárásokkal, és így szerves alapanyagok nyerhetők. Ez hasznosulhat, mint mulcs vagy komposzt. • Továbbá a feldolgozás során keletkező metán elektromos energia termelésre használható. 2010. szeptember 4.

Energetikai hasznosítás •

A hulladékok energiatartalma kinyerhető • •

• •

Közvetlen tüzelőanyagként kazánokban gőzt és elektromos energiát termelhetünk turbinával. Pirolízissel/elgázosítással magas hőmérsékleten, de alacsony O2 tartalom mellett a szilárd hulladékok szilárd, folyékony vagy gáz anyagokká alakíthatók. • • •

2010. szeptember 4.

közvetlenül tüzelőanyagként való hasznosítással közvetve, átalakítva más üzemanyaggá.

A folyékony és gáznemű termék közvetlenül is elégethető vagy finomítható más termékké (etanol, műanyagok). A szilárd (szén) elégezhető vagy tovább finomítható pl. aktív szénné. Elgázosítással vagy plazmatikus elgázosítással a szerves anyagok közvetlenül szintetikus gázzá alakíthatók - elektromos áram és gőz együtt-generálás.

Megelőzés és csökkentés • A HG egy fontos módszere a hulladék keletkezésének elkerülése, csökkentése. • Módszerek: • használt cikkek vásárlása, elromlott dolgok megjavítása újak helyett • újra tölthető és használható termékek tervezése (pl. papírzacskó műanyag helyett), • fogyasztók bátorítása, hogy kerüljék az egyszer használatos termékeket, • kisebb anyagszükségletű termékek tervezése (pl. vékonyabb falú dobozok, palackok).

2010. szeptember 4.

Hulladékgazdálkodási ciklus 5 lépése kommunális hulladék begyűjtése esetén Elemzés

Újrahasznosítás/Lerakás

Begyűjtés

Visszanyerés Szállítás 2010. szeptember 4.

Elemzés - Begyűjtés •

Elemzés: először egy HG megoldást kell kidolgozni, amely megfelel a különféle követelményeknek, és amelyet felügyelni lehet. Az alábbiakat kell figyelembe venni: • • • • •

•

a keletkező hulladék mennyisége, az ennek kezeléséhez szükséges eszköz meghatározása, egy megfelelő szolgáltatási rend meghatározása, a hulladékkezelési lehetőségek ismerete, az újrahasznosítási lehetőségek hasznosítása.

Begyűjtés: A HG megoldás megadja a szükséges eszközöket. További összetevők: • • •

2010. szeptember 4.

begyűjtő konténerek elhelyezése, típusa (hulladék fajta szerint), adott típusú hulladék célállomásai.

Szállítás - Visszanyerés

•

•

•

Szállítás: Begyűjtő cégek, hulladékgazdálkodási vállalatok szállítóeszközparkkal (emelővillás tehergépkocsik, konténerszállítók, daru karos gépjárművek, stb.).

•

A begyűjtött hulladékot valamilyen “Nyersanyag Visszanyerő Létesítménybe” kell szállítani.

Visszanyerés: Az NVL-ben automatikusan és/ vagy manuálisan osztályozzák a begyűjtött hulladékokat. Az osztályozott nyersanyagot rendeltetési helyére tovább szállítják.

2010. szeptember 4.

Újrahasznosítás / Lerakás • A szelektált anyagokat típus szerint kezelik: • az újrahasznosíthatókat az újrahasznosító cégek nyersanyagként hasznosítják, • az energetikai célút fűtőművek használják, • a nem hasznosíthatót lerakják talajfeltöltésre, • a veszélyeset a típusnak megfelelően kezelik. 2010. szeptember 4.

Visszanyert faanyag Visszanyert faanyagnak (recovered wood) nevezzük mindazt a faalapú anyagot, amely mint termék már elérte a használatának végét. NEM HULLADÉK! -> VISSZANYERT FAANYAG

• Visszanyert faanyagnak tekintjük: • • • •

2010. szeptember 4.

csomagoló anyagok, bontási faanyag, építési területeken visszamaradt faanyag, lakossági, ipari és kereskedelmi tevékenységből származó használt fa elemek.

Faalapú másod nyersanyag Ipari feldolgozásból eredő maradék faanyag és használt fa, amennyiben ezek egyébként hulladékot képeznek, de a tovább felhasználási ill. újra hasznosítási potenciáljukat tekintve nyersanyagok NEM HULLADÉK! -> MÁSOD NYERSANYAG

• Másod nyersanyagnak tekintjük: • • • • • • 2010. szeptember 4.

fűrészipari “hulladék”, furnér- és lemezipari “hulladék”, bútoripari “hulladék”, erdészeti kitermelés “hulladékai”, mezőgazdasági “hulladékok”, cellulózgyártás fekete lúgja.

Ipari célú biomassza Valamilyen ipari folyamat részére energia termelés, lemezipar - célzottan termelt lignocellulóz alapú anyagok. • Ezek lehetnek: • • • • •

2010. szeptember 4.

rövid vágásfordulójú faültetvények - < 5 év, közepes vágásfordulójú, bútoripari “hulladék”, erdészeti kitermelés “hulladékai”, cellulózgyártás fekete lúgja.

Hulladék keletkezési helye

Hulladék faanyag

Használt faanyag

Használt fa keletkezési helye

Fűrészipar/ csomagolóipar

szélhulladék, fűrészpor, kéreg

kábeldobok, raklapok, ládák, fedélszék elemei, lambériák

Szállítmányozás, raktározás, építőipar, stb.

Furnérgyártás

maradékhenger, hámozási hulladék

lásd bútor és csomagolóipar

Szállítmányozás, raktározás, építőipar, stb.

Épületasztalos ipar

fűrész-/gyaluforgács, darabos hulladék

ajtók, ablakok, párkányok

Épületfelújítás, épületek lebontása

Bútoripar

tömörfa darabos hulladék, tömörfa forgács, falemez hulladékok

tömörfa bútorok, laminált lap bútorok, lécbetétes bútorlapok

Lakásfelújítások

Fa lemezipar

rontott faforgácslap, rontott farostlemez

lásd bútor és csomagolóipar

Épületfelújítás, épületek lebontása

Építőipar

zsaluzási, állványozási

Épületfelújítás, épületek bontott könnyűszerkezetes házak elemei, ill. épületasztalos lebontása ipar, fűrész-/csomagolóipar

Egyéb

fűrész-/gyaluforgács, darabos hulladék

talpfák, villanyoszlopok, játszótéri eszközök, padlóburkolatok

Felújítások, modernizálások, felszámolások

Erdészet

fakitermelési maradékok: ágfa, magaslesek, esőbeállók, gyérítés, tuskó, apríték vadetetők, stb.

Egyéb erdészeti tevékenység

Mezőgazdaság

gabona szalma, kender, len rost és pozdorja, nád, stb.

Cellulózipar

feketelúg

2010. szeptember 4.

használt papír, csomagolóanyag

Lakossági, adminisztrációs, csomagolóipar, kereskedelem

Visszanyert faanyag kezelése Lehetőségek Hasznosítás másod nyersanyagként

Energetikai hasznosítás

2010. szeptember 4.

Alapanyagként hasznosítás

Lerakás/ ártalmatlanítás

Elégetés energia kihasználása nélkül

Természetes lebomlás

Talajfeltöltés

A VF kérdéskörei • biomassza sorba kapcsolás (cascading) • visszanyerési módok, technológiák • logisztika és infrastruktúra, • újrahasznosítási technológiák, • energia termelési technológiák, • új termékek, • környezeti hatások, • gazdasági, szociogazdasági hatások • törvényi, jogszabályi háttér 2010. szeptember 4.

EU-s szabályozások

§ 2010. szeptember 4.

Hulladékgazdálkodás - EU • Római (alap-) szerződés 174-176. cikk: minden döntés során figyelembe kell venni környezetvédelmi szempontokat. • Európai Közösség Tanácsának 75/442/EGK ill. 91/156/ EGK irányelve megfogalmazza a hulladék definícióját, kezelésükkel kapcsolatos általános kötelezettségeket. Tagállamoktól megköveteli a hulladékkezelési tervet és 3 évente egy hulladékártalmatlanítási jelentést. • Veszélyes hulladékok direktívája a 91/689/EGK szigorúbb szabályozás. • További irányelvek a csomagolóanyagokról, csomagolási hulladékokról, PCB-ről, elektromos/ elektronikai hulladékokról. 2010. szeptember 4.

Hulladékgazdálkodás - EU •

•

A 2000/76/EK irányelv a hulladékok égetését szabályozza egységesen. Kimondja, hogy •

“a hulladék keletkezésének megelőzése, valamint a hulladék veszélyes tulajdonságainak a minimálisra csökkentése a cél”, valamint

•

“elsődleges fontosságú a hulladék keletkezésének megelőzése, amelyet az újra használat és újrahasznosítás, majd a hulladék biztonságos ártalmatlanítása követ.”

Nem érvényes a rendelet az alábbi anyagokat égető üzemekre: I.

a mezőgazdaságból és erdőgazdaságból származó növényi hulladékok

III. friss papíripari rostok előállításakor és a rostokból készült papír gyártás során keletkező rostos növényi hulladék, ha azt a keletkezés helyén, együttégetéssel elégetik és a keletkezett hőt visszanyerik IV. fahulladék, kivéve, ha halogénezett szerves vegyületeket vagy nehézfémeket tartalmazhat, pl. favédőszereket, festékeket, ill. építkezéseken keletkező és bontási fahulladékok •

2010. szeptember 4.

Hulladékok jegyzéke: 2000/532/EK

Hulladékgazdálkodás - EU •

2010. szeptember 4.

További célok: •

Kiotói Egyezmény - üvegházhatást okozó gázok (CO2, N2O, CH4, stb.) csökkentése 2010.-re 8%-kal

•

Fehér Könyv - a megújulókból származó energia arányának növelése 2010-re 6%-ról 12%-ra

•

2001/77/EK irányelv - megújulókkal termelt elektromos energia részarányának növelése 2010-re a teljes energiafelhasználásban 14%-ról 22%-ra - Magyarországon érje el a 3,6%-ot

•

2003/30/EK irányelv - a bio-üzemanyagok részaránya 2010-re érje el az 5,75%-ot - Magyarországon a 2,0%-ot (2233/2004. (IX. 22.) Korm. határozat)

Európai Hulladék Katalógus • Az Európai Hulladék Katalógus (EWC) a hulladékokat a környezetre gyakorolt veszélyességük szerint két csoportba sorolja: • használtfa, mely veszélyes anyagokat nem tartalmaz és • veszélyes anyagokat tartalmazó használtfa.

2010. szeptember 4.

EWC kód

Megnevezés

15

HULLADÉKKÁ VÁLT CSOMAGOLÓANYAGOK, (……….)

15 01

csomagolási hulladékok

15 01 03

Fa csomagolási hulladékok

15 01 10*

Veszélyes anyagokat maradékként tartalmazó, vagy azokkal szennyezett csomagolási hulladékok

17

ÉPÍTÉSI ÉS BONTÁSI HULLADÉKOK

17 02

fa, üveg és műanyag

17 02 01

Fa

17 02 04* Veszélyes anyagokat tartalmazó, vagy azzal szennyezett üveg, műanyag, fa 17 06

szigetelő anyagokat és azbesztet tartalmazó építőanyagok

17 06 03* Egyéb szigetelő anyagok, amelyek veszélyes anyagokból állnak, vagy azokat tartalmazzák 17 06 04

Szigetelő anyagok, melyek különböznek a (…….)17 06 03*-tól

19

HULLADÉKKEZELŐ LÉTESÍTMÉNYEKBŐL (……) SZÁRMAZÓ HULLADÉKOK

19 12

közelebbről nem meghatározott mechanikai kezelésből (pl. osztályozás, aprítás, tömörítés, pelletek készítése) származó hulladékok

19 12 06*

Veszélyes anyagokat tartalmazó fa

19 12 06

Fa, amely különbözik a 19 12 06*-tól

20

TELEPÜLÉSI HULLADÉKOK, BELEÉRTVE A KÜLÖN GYŰJTÖTT HULLADÉKOKAT IS

20 01

elkülönítettem gyűjtött hulladék frakciók (kivéve 15 01)

20 01 37* Veszélyes anyagokat tartalmazó fa 20 01 38

Fa, amely különbözik a 20 01 37*-től

20 03

Egyéb települési hulladék

20 03 07

Lom, hulladék

2010. szeptember 4.

Biomassza sorba kapcsolás

Energetika vs. újra hasznosítás 2010. szeptember 4.

Biomassza sorba kapcsolás A biomassza sorba kapcsolás (cascading) a biomassza szekvenciális használata, azaz minél teljesebb életciklus kihasználása. (BSK) • Azaz a kitermelt fát ne égessük el egyből, hanem termék formájában minél tovább őrizzük meg a belé zárt szenet és csak a legvégső esetben engedjük vissza (akkor is energia nyerés mellett) a szenet az atmoszférába, ahonnan a fák, a tenger ismét elnyelheti.

2010. szeptember 4.

Biomassza életciklus • Ez kerülendő!

Fakitermelés

2010. szeptember 4.

Energia termelés

Energetika vs. ipar szcenáriók

2010. szeptember 4.

Energetikai hasznosítás • Faanyag növekvő energia célú felhasználása; • Az európai kormányok támogatják a biomassza üzemanyagú energiatermelést ill. az ún. “zöld energia” elhasználást; • Ugyanekkor nőnek a fosszilis üzemanyagok adói; • Ez a lignocellulóz alapanyagok árának növekedését okozza, így a faipari üzemek versenyképessége csökken;

2010. szeptember 4.

Miért égetünk? • A hazai hőerőművek aranykora: • az állam garantáltan magasabb áron veszi ár a biomassza alapú villamos energiát (2009-ig), • a biomassza tüzelőanyag olcsóbb, mint a fosszilis, • az áttérés miatt nem kellett megépíteni drága kéntelenítő és egyéb berendezéseket, • az áttérés miatt az erőmű CO2 kvótája a nemzetközi egyezmények értelmében 0-nak tekinthető, így a kvótáját eladhatja olyan más nyugati EU-s gyáraknak, amelyek nem képesek saját kibocsátásuk csökkentésére (CO2 kereskedelem - climate trade)

2010. szeptember 4.

Miért égetünk rönk fát? • a rönk kéregtartalma alacsonyabb, mint az ültetvényes, kis vágásfordulójú faanyagé - kisebb hamutartalom, • egynyári növényekkel (gabonaszalma, energiafű) szemben • könnyebben kezelhető, • folyamatosan rendelkezésre áll, • alacsonyabb a hamutartalma.

2010. szeptember 4.

És az erdészetek? •

Miért adják el szívesebben a faanyagot az erdészetek az erőműveknek? • Állandó fogyasztók, • magasabb ár, • egyszerűbb logisztika (az erőmű minden mennyiséget elnyel, nem kell százfelé szállítani) • Pannon Power Rt.: napi 36 kamion fűrésipari méretű akácrönk. A MEFA 100 ezer, a SEFAG 140 ezer tonna, fenntartható erdőgazdálkodásból származó lágy- és keménylombos fát, valamint aprítékot szállít évente egyaránt 10 éves hosszú távú szerződések keretében.

2010. szeptember 4.

•

A Bóly Zrt.-vel a Pannon Power 2005-től energiafüvet kezdett termeltetni, mert 2008-ra egy az elégetni képes blokkot terveztek megépíteni - de az energiafű mégsem kell.

•

Interspan Kft. forgácslapgyár: csaknem kizárólag importfából kénytelen dolgozni, a kazincbarcikai erőmű miatt.

Erdészeti alapanyagok, hulladékok

2010. szeptember 4.

•

9 millió m3 kitermelhető évente

•

7 millió m3 kitermelt famennyiség

•

5,6 millió m3 választékolt famennyiség, 1,4 millió m3 vágástéri apadék

•

3,6 millió m3 ipari célra felhasznált

•

2 millió m3 használható energetikai célra

•

Ez a mennyiség jelenleg is felhasználásra kerül.

•

Bővítés lehetősége: •

erdősítési programból származó többlet

•

vágástéri apadék és egyéb hulladék fokozottabb felhasználása

•

energia ültetvények telepítése

Energetikai alapanyagok termesztése • fás szárú, különböző vágásfordulójú ültetvények telepítése (nemesnyár, fűz, akác, éger, gyertyán, stb.) • lágy szárú száraz biomassza szántóföldi termesztésből (energiafüvek, nádféleségek) • biodízel előállításához olajos magvú növények (repce, napraforgó) termesztése • etanol előállítására alkalmas növények (kukorica, búza, árpa) termesztése 2010. szeptember 4.

Fás szárú energetikai ültetvények • Újratelepítéses ültetvény • 10-12 éves korban betakarítás, majd újra telepítés • nem igényel speciális gépeket, kisebb gazdálkodóknak is bevételi lehetőséget jelent • ápolási igény minimális • sík- és dombvidéken is alkalmazható • csak betakarításkor 10-12 év után jelent bevételt • újratelepítése jelentős munkát és befektetést igényel • 8-10 t hozam éves átlagban hektáronként

2010. szeptember 4.

Fás szárú energetikai ültetvények • Sarjazásos ültetvény • 3-5 éves vágásforduló • 5-7 betakarítási ciklus • Sík területeken alkalmazható • Betakarítása speciális gépet igényel • 10-35 t hozam éves átlagban hektáronként

2010. szeptember 4.

Lágy szárú energetikai ültetvények • Elsősorban az energiafű és az energianád vehető számításba, de további kutatásokra van szükség a gazdaságosan termeszthető fajták meghatározására • Tüzeléstechnikai felhasználáson kívül egyéb ipari célra is termeszthető • A mezőgazdaságban alkalmazott gépek általában használhatók • Tüzeléstechnikai kérdések egy részét tisztázni kell • Hosszú távon exportcikként is számításba vehető • Normatív területalapú támogatás szükséges a termesztéséhez

2010. szeptember 4.

Bioüzemanyagok •

2233/2004. (IX. 22.) Korm. határozat teljesítéséhez (2% 2010-re) a GKM adatai szerint (2-2% feltételezésével) • 56 millió l biodízelt és • 59 millió l bioetanolt kell előállítani • a szükséges alapanyagot biztosítani kell • Kísérleti modell üzemek: 1. Középtiszai Mg. Rt. (elkészült) • Kunhegyes, Jász-Nagykun-Szolnok megye • Elsősorban repce alapanyagú 2. Inter-Tram Kft. (építés alatt) • Mátészalka/Nagyecsed, Szabolcs-Szatmár-Bereg megye • Elsősorban napraforgó alapanyagú • Összes kapacitás: 8,5-9,0 millió l/év.

2010. szeptember 4.

Feltételek • Az évi 56 millió l biodízel termelés feltételei (2%): • 47 millió l/év új kapacitást kell létrehozni • kb. 90 ezer t olajmagot kell megtermelni 47 ezer ha (470 km2) szántó területen • a használt sütőolaj összegyűjtésének és biodízellé történő feldolgozásának jogi, közgazdasági feltételeit biztosítani kell

2010. szeptember 4.

Biomassza életciklus • Ez helyes! Csomagoló anyag Fűrészáru Fakitermelés

elsődleges használat másod nyersanyagként való használat újrahasznosítás energetikai hasznosítás

2010. szeptember 4.

Energia termelés

Bútor

Falemez

Egyszerűen Fatermékek

Újrahasználat

Újrahasznosítás

Energiatermelés 2010. szeptember 4.

A BSK előnyei (cascading) • Potenciálisan csökkentheti a CO2 emissziót ha/év tekintetben. • Javítja a CO2 csökkentési költségeket. • Egy rövidebb szekvenciális lánc kedvezőbb lehet egy hosszabbal szemben a CO2 kibocsátás időbeli csökkenésének alábecslése valamint a biomassza felhasználások fajtája függvényében. • Magasabb anyagi nyereség hosszútávon, nemzetgazdasági szinten. • Magasabb foglalkoztatottsági ráta.

2010. szeptember 4.

Miért érdemesebb terméket gyártani? Gazdasági érték Cellulóz és papíripar

Erdészet

Cellulóz feltárás

Újrahasznosítás

Papírgyártás

Nyomda, kiadás

Kereskedelem

Felhasználás

Energiatermelés

Lerakás 939 €/tonna száraz fa

Újra felhasználás újrahasznosítás

Faipar

Erdészet

Fűrészipar

Faalapú termékek

Összeépítés, Felhasználás

Energiatermelés

Lerakás 1044 €/tonna száraz fa

Bioenergia Erdészet

Energiatermelés

108 €/tonna száraz fa 2010. szeptember 4.

Miért érdemesebb terméket gyártani? Társadalmi érték = 2 munkaóra/tonna száraz fa

Foglalkoztatottság! Cellulóz és papíripar Cellulóz feltárás

Erdészet

Újrahasznosítás

Papírgyártás

Nyomda, kiadás

Kereskedelem

Energiatermelés

Felhasználás Újrahasznosítás

Lerakás

124 munkaóra/tonna száraz fa Újra felhasználás újrahasznosítás

Faipar

Erdészet

Fűrészipar

Faalapú termékek

Összeépítés, Felhasználás

Energiatermelés

Lerakás 54 munkaóra/tonna száraz fa

Bioenergia Erdészet

Energiatermelés

2 munkaóra/tonna száraz fa 2010. szeptember 4.

Néhány ország jellegzetessége

2010. szeptember 4.

Németország •

2010. szeptember 4.

17. BImSchV (17. Rendelkezés a Szövetségi Emisszió Ellenőrzési Törvény Alkalmazásáról) 1990., módosítás 2003. - használt faanyagok kategóriái: •

Al.#Mechanikailag megmunkált, kezeletlen faanyag, minimális szennyezéssel.

•

AII.# Ragasztott, festett, lakkozott és egyéb módon kezelt faanyag, amely nem tartalmaz halogénezett szerves anyagokat és nincs favédő szerrel kezelve.

•

AIII.# Fahulladék halogénezett szerves anyagokkal, favédő szerek nélkül.

•

AIV.# Favédő szerekkel kezelt fahulladék, ide tartozik a vasúti talpfa, telefonoszlop, söröshordók, boroshordók és minden olyan hulladék anyag, ami az első három kategóriába nem sorolható be.

Elvek • Elkerülni • Csökkenteni • Újrahasználni vagy újra hasznosítani • Megsemmisíteni

• A használt fa újrahasznosításának jelentős növelése, hogy elkerüljék a hulladék más országokba való szállítását, ahol gond nélkül megszabadulhatnak tőle pl. Magyarorszság, Kína, ...

2010. szeptember 4.

VF újrahasznosíthatósága Újrahasznosítás módszere

Használt faanyag kategóriák AI.

Használt anyag bedarálása, majd ragasztott fatermék gyártása

Igen

Szintetikus gáz előállítása későbbi kémiai felhasználásra

Igen

Aktív szén / ipari faszén előállítása Anyag Arzén Ólom Kadmium Króm Réz 2010. szeptember 4.

Koncentráció (mg/kg) (száraz tömeg) 2 30 2 30 20

Igen

AII.

Igen

Igen

Igen

Anyag Higany Klór Fluor PCP PCB

AIII.

AIV.

Speciális követelmények

(Igen)

Az AIII-as kategóriába tartozó anyagok csak akkor használhatók, ha a lakkot vagy más bevonatokat nagyrészt eltávolították.

Igen

Igen

Ez az újrahasznosítás csak akkor alkalmazható, ha a szükséges jogosítvá-nyokat beszerezték.

Igen

Ez az újrahasznosítás csak akkor alkalmazható, ha a szükséges jogosítvá-nyokat beszerezték.

Igen

Koncentráció (mg/kg) (száraz tömeg) 0,4 600 100 3 5

Fogkrémben: 500 mg/100g !!!

Energetikai hasznosítás Tüzelőberendezés

Hulladék kategória

< 50 kW-nál kisebb névleges hőteljesítmény

A I.

50 - 1000 kW névleges hőteljesítmény

A II. (csak fafeldolgozó üzemekben)

veszélyes anyagokat alacsony szinten kezelő

A I., A II.

veszélyes anyagokat magasabb szinten kezelő

A I., A II., A III.

17. BImSchV - Hulladék és hasonló éghető anyagok tüzelőberendezései rendeletnek megfelelő

A III., A IV.

2010. szeptember 4.

Egyesült Királyság • Angliában évente • 424 millió tonna hulladék keletkezett 2000ben • évente mintegy 60 millió tonna építőipari, bontási ill. egyéb hulladék keletkezik • évente kb. 5,5 millió tonna visszanyert fával számolnak

2010. szeptember 4.

Éves fahulladék fajták 9%

2% 5% 1%

16%

11%

28%

10%

18%

2010. szeptember 4.

Kerítések Építőipar Bontás Csomagolás Kereskedelmi Ipari Közterületek Városi szilárd hulladék Bútoripar

Fahulladékok használata 17%

19%

Újra felhasznált Visszaforgatott Elégetett Szeméttelep 32% 32%

2010. szeptember 4.

VF osztályozása Szerkezeti fa

Tömör épületfa, fűrészáru

Építészeti és dekorációs fűrészáru Kültéri, beltéri burkoló célú faanyag (lambéria) Telített faanyag

Nyomás, vákuum, hő által favédő szerrel impregnált faanyag

Gyártási maradékok

Szélhulladék, darabos hulladék, fűrészpor, stb.

Vegyes hulladék faanyag

Nem válogatott vegyes fahulladék

Kerítés anyag

Bármely ideiglenes vagy állandó elkerítésre szolgáló faalapú anyag

Falemezek

Faforgács, farost, furnér, stb. alapú falemezek

Extrudált faalapú kompozitok

Olyan műanyag mátrixú termékek, amelyekben a faliszt töltőanyag van

Szerelt termékek

Adott céllal alkatrészekből összeállított termékek (ajtó, bútor, stb.)

Padlóburkoló anyagok

Faalapú padlóburkoló anyagok

Csomagolóanyagok

Faalapú csomagolóanyagok (raklap, láda, kábeldob, stb.)

2010. szeptember 4.

USA •

2002-ben közel 63 millió tonna tömör fahulladék keletkezett az USAban, gyártás során, használt faként, bontásból.

•

2 csoportot különböztetnek meg: •

•

2010. szeptember 4.

lakossági szilárd hulladék: •

fa: bútorok, raklapok, falemezek, faipari hulladékok, stb.

•

kerti hulladék: fű, levelek, ágak, stb.

építési és bontási hulladékot: •

építési hulladék: építés , felújítás során keletkező hulladékok

•

bontási hulladék: épületek, és egyéb szerkezetek bontásából származik

Lakossági hulladék • 2002-ben 288 millió amerikai 209 millió tonna hulladékot termelt (724 kg/fő/év) Papír, karton Kerti nyesedék

25,4

Étel hulladék

23,9

Műanyag

23,1

Fém

16,5

Fa

12,0

Üveg

11,5

Textil

8,9

Egyéb Gumi, bőr

7,0 5,9

0 2010. szeptember 4.

millió tonna

74,6

20

40

60

80

Lakossági hullaék - Fa • 12 millió tonna fa hulladék a lakossági csoporton belül 2002-ben Újrahasznosítás/komposztálás Energetikai felhasználás Eltávolított

10% 22%

Nem újrahasznosítható Újrahasznosítható

68%

33% 67%

2010. szeptember 4.

Építési hulladék •

•

•

2010. szeptember 4.

Új családi hát építkezések: •

2002-ben 1,3 millió családi ház épült

•

Ez kb. 3,7 millió tonna fahulladékot eredményezett.

•

Ebből 3,3 millió tonna újra használható új építkezésekben

Felújítások, átépítések: •

Kb. 5,6 millió tonna fahulladék

•

Ebből 3,8 millió tonna volt visszanyerhető

Összes építkezés: •

Kb. 10,5 millió tonna fa hulladék

•

Ebből 7,8 millió tonna volt visszanyerhető

Bontási hulladék • 2002-ben kb. 62,9 millió tonna bontási hulladék keletkezett: • beton, fa, papír, fémek, szigetelés, üveg, műanyag • veszélyes anyagok: higany, azbeszt, PCB, stb. • Ennek kb. 40%-a faalapú • A visszanyerhető faanyag becsült mennyisége 10,6 millió tonna

2010. szeptember 4.

Magyarország • A hulladékgazdálkodásról szóló 2000. évi XLIII. törvény szerint a Q14 hulladékkategória a használtfa, amely az újrahasznosítás szempontjából, olyan egészséges, nem korhadt fatermék, amely eredeti funkcióját többé már nem képes betölteni, ezért tulajdonosa tőle megválni szándékozik, illetve megválni köteles. • A magyar fahulladék gazdálkodásban ez a hulladékkategória teljes mértékben a gazdálkodás körén kívül marad. • 1,1 – 1,2 millió m3, ami az elméleti fahulladék potenciál közel egyharmad része.

2010. szeptember 4.

Hulladékgazdálkodás - Hu • 1995. évi LIII. törvény a környezet védelmének általános szabályairól. • 2000. évi XLIII. törvény a hulladékgazdálkodásról • Emellett számos, KöM, ÉVM, Korm. rendelet szól különféle veszélyes és speciális hulladékok kezeléséről. • Természetesen a hazai szabályozás is átvette a hatályos EU irányelveket. 2010. szeptember 4.

Energiatörvény

2010. szeptember 4.

•

2001. évi CX. törvény és a 180/2002. (VIII. 23.) Korm. rendelet a villamos energiáról, amely a kapcsolt energiatermelésről is fontos szabályokat tartalmaz, így hatással van a hulladékgazdálkodásra. Ez a törvény kifejezetten támogatta a biomassza üzemanyag révén nyert villamos energia használatát, ezt az energiát ui. az állam garantáltan magasabb áron vette át.

•

A 2007. júliusban megjelent 2007. évi LXXXVI. törvény a villamos energiáról már nem tartalmazza a korábbi támogatást.

•

Külön egy törvény vagy rendelet sem vonatkozik a fahulladékokra, ezért minden eset egyedi, minden problémával külön meg kell küzdeni.

Begyűjtés •

Jelenleg a használtfa jogilag legális formában a lakossági hulladékkal együtt kerül begyűjtésre.

•

Az Országgyűlés 110/2002. (XII. 12.) OGY határozata az Országos Hulladékgazdálkodási Tervről (röviden OHT):

•

Ez a 2003 – 2008 közötti időszakra szól.

•

Az OHT 3.1.6 Hulladékkezelés című fejezete előírja, hogy „a lerakott települési hulladék biológiailag lebomló szervesanyag-tartalmát

•

2010. szeptember 4.

•

2004-ig az 1995-ben képződött mennyiség 75%-ára,

•

2007-ig 50%-ára, (2014-ig 35%-ára) kell csökkenteni.”

A használtfa biológiailag lebomló szerves anyag, egy része (első sorban a lakossági lomtalanításokkor) a települési hulladékba kerül.

Lakossági szilárd hulladék 16% 27%

7% 4% 4% 38%

•

4%

Papír Műanyag Textil Üveg Fém Szerves (lebomló) Szervetlen

Nincs adat a hazai lakossági szilárd hulladékon belül a fahulladék mennyiségére vonatkozóan. Azt nem gyűjtik/tárolják külön.

2010. szeptember 4.

Faipari hulladék faanyag másodnyersanyag 1% 20% 28%

14%

9% 2%

26%

•

Ez összesen évi 2,5 - 3,5 millió m3 fa hulladék.

2010. szeptember 4.

Furnér- és rétegeltlemezipar Fűrészipar Agglomerált lemezek Papíripar Bányászati anyagok Egyéb fatermékek Tüzelési célú faanyag

Faipari hulladék faanyag másodnyersanyag • Ennek jelenleg csak csekély részét hasznosítják újra termékben. • közvetlen energia a keletkezés helyén: • fűtés, • termoolaj fűtés, • szárító üzemeltetése, • faforgácslap, • fabrikett, fapellet (exportra is).

2010. szeptember 4.

Fa hulladékudvar Begyűjtés célszerű eszköze fa hulladékudvarok létesítése: •

begyűjthető a régió lakossági, ipari, és bontási fa hulladéka

•

ezek itt szelektálhatók: •

méret szerint,

•

veszélyesség szerint,

•

tisztíthatók,

•

elő-feldolgozhatók (apríthatók),

•

eloszthatók a felhasználók felé:

2010. szeptember 4.

•

energia szektor,

•

veszélyes hulladékok ártalmatlanítása (elégetés 900°C felett),

•

falemez gyártók,

•

lakossági felhasználás (fabrikett, pellet)

•

fém-, műanyag-, üveg feldolgozók, hulladék lerakók.

Újrahasznosítási technológiák

2010. szeptember 4.

Bútorból falemez

•

Drága

•

Helyenként nem áll rendelkezésre

•

Magas szárítási költségek

2010. szeptember 4.

•

Ingyen, vagy nagyon olcsó - csak a szállítási költség

•

Jó minőségű lemez gyártható belőle

•

Igen alacsony szárítási költségek

Felhasználás Faforgácslap: Vastagság: 18 mm Csiszolási tűrés: 1 mm Atro sűrűség: 680 kg/m3 Felhasználás

%

Fa a kész lemezben

Nyers fából

Újrafából

kg/m3

650

650

13

-

Kéreg hulladék

2

kg/m3

Újrahasznosítási hulladék

4

kg/m3

Szitázási por

5

kg/m3

32,5

32,5

Csiszolatpor

kg/m3

34,2

34,2

Száraz faanyag szüks.

kg/m3

729,7

742,7

100%

15%

Nedv. tart., atro

Megtakarít ás

26

Nedves faanyag szüks.

kg/m3

1459,4

854,1

605,3

Szárító olaj igénye

kg/m3

36,4

0

36,4

Keletkező por tüzeléshez

kg/m3

2010. szeptember 4.

43,6

Költségek Költség tényezők

Nedves fa Szárító fűtése

Nyers fából

2010. szeptember 4.

Megtakarítás

kg/m3

€/m3

kg/m3

€/m3

€/m3

1459,4

36,5

845,1

10

28

36,4

6,5

0

0

6,5

43,6

10

0,43

8,5

34,93

Keletkező por tüzeléshez Mérleg

Újrafából

43

Hulladék - tömör fa

• • • •

szélhulladék: 100-130 kg/m3 apró hulladék: 150-200 kg/m3 furnér csíkok: 100-110 kg/m3 vegyes hulladék: 100-150 kg/m3

2010. szeptember 4.

Hulladék - fűrészpor, gyaluforgács

• gyaluforgács: 60-90 kg/m3 • fűrészpor: 180-220 kg/m3 • maróforgács: 140-190 kg/m3 2010. szeptember 4.

Begyűjtés • kétutas levehető konténer

2010. szeptember 4.

Lemezipari műveletek

Beadagolás Zúzás Forgácsképzés

Tárolás

Mágnesezhető és nem mágnesezhető szennyeződések eltávolítása

Finomítás

2010. szeptember 4.

Görgős forgácsosztályozó ( DYNASCREEN )

Szita osztályozás

Görgős osztályozó OSB strandhez ( QUADRADYN )

Levegős tisztítás

Mérés

Száraz tisztítás

Újrahasznosítás a lemeziparban FAFORGÁCSLAP & MDF Száraz tisztító berendezések nyers fához és hulladék fához

2010. szeptember 4.

Magasabb termékminőség

OSB Kiváló terítők OSB gyártáshoz

Újra hasznosíthatóság Újrahasznosított forgácslap Újrahasznosított MDF Bútoripari hulladékok : szélhulladék gyaluforgács CNC forgács fűrészpor Raklap Kábeldob Ládák Bontási fahulladék Régi bútor Impregnált fa 10 = Kiváló 4 = Gyenge

2010. szeptember 4.

8 = Jó

2 = nagyon gyenge

10 4

4 4

10 10 8 8 10 8 10 8 6 0

8 8 6 4 8 6 6 4 2 0

6 = Elmegy 0 = Alkalmatlan

Amit ki kell szűrni

2010. szeptember 4.

Száraz forgács szitázás

Por

2010. szeptember 4.

Fedő

Közép

Túlméret

Por tisztítása

Homok

2010. szeptember 4.

Tiszta fapor

Levegős osztályozás - fedő

Vastag forgács közép forgács vagy újra aprítás

2010. szeptember 4.

Nehéz szennyező anyagok

Tiszta fedő forgács

Levegős osztályozás - közép

Túlméret utánaprítóba

2010. szeptember 4.

Nehéz szennyeződés

Vékony/tiszta középforgács

Levegős osztályozás előnyei Levegős osztályozás nélkül

Szikra-, tűzveszély

2010. szeptember 4.

Levegős osztályozás az utánaprítás előtt

Megtisztított anyaggal elkerülhető a tűz

Elterjedés

Több, mint 200 újrahasznosító üzem működik a világon PAL technológiával.

2010. szeptember 4.

Kutatási eredmények a világból

2010. szeptember 4.

CCA-val telített fa tisztítása •

At EU-ban 3-4 millió m3/év CCA-val (réz, króm, arzén) kezelt fa hulladék keletkezik 2010-re

•

Kezelési lehetőségek:

•

•

lerakás,

•

elégetés,

•

semlegesítés:

•

biológiai,

•

kémiai,

•

elektrokémiai.

Biológiai semlegesítés: mérgező anyagok átalakítása ártalmatlan vagy kevésbé mérgező anyagokká mikroorganizmusok, enzimek által.

M. Humar, A. Ribeiro, S. Amartey,L. Helsen, L. Ottosen (2007): Remediation of CCA treated wood waste 2010. szeptember 4.

CCA - biológiai mentesítés •

Mikroorganizmus: barna korhadás gombája (Antrodia-A. vaillantii)

•

A szennyezett faanyagot aprítják, megfertőzik gombával, ami a bontás során oxálsavat termel.

oxálsav

Cu

oldhatatlan Cu-oxalát

Cr

oldható Cr-oxalát

As

2010. szeptember 4.

oldható As-oxalát

+

ammónia

=

oldhatató Cu-komplex

Kimosható a faanyagból As 90 -97%-a Cr 80 -90%-a Cu 60 –70%-a

CCA - kémiai mentesítés •

Gyorsabb, mint a biológiai, kisebb aprítékot igényel.

•

Savak megfordítják a CCA fixációs folyamatát és a fémeket visszaalakítják eredeti víz oldékony alakjukba.

•

pl. 24 órás oxálsavas (pH=1,4) kezelés után •

•

sav és fémlekötők kombinációjával, pl. EDTA (etiléne diamin tetra-ecet sav) •

2010. szeptember 4.

az As 75%-ban, a Cu 61%-ban, a Cr 41%-ban kioldódott a fából.

az As 100%-ban, a Cu 90%-ban, a Cr 100%-ban kioldódott a fából.

CCA - elektrokémiai mentesítés Elektrodialitikus eljárás Egyenáram CCA-val telített fahulladék oxál savas előkezeléssel

Na  +

+

H2AsO4H+ 

Cu2+ CrOx33-

Anód

NO3-

 OHKatód As 96%-a Cr 90%-a Cu 95%-a

2010. szeptember 4.

-

Szennyezés detektálása Mit keresünk? •

nehézfémek: As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Tl, Zn ...

•

szerves vegyületek (nem illékony): •

policiklusos aromás szénhidrogének, pl. naftalin, antracén, benzo [a] piréne

•

pentaklóro-fenol (PCP) és lindán

•

klórozott difenil (PCB)

•

halogének: klór, bróm és fluor

•

illékony szerves vegyületek (VOC)

M. Vogt, M. Gann, M. Irle (2007): Detection methods in practical application 2010. szeptember 4.

Mintavétel és előkészítés elsődleges minta

2010. szeptember 4.

•

durva őrlés

•

osztályozás

•

finom őrlés

•

feltárás/extrakció

Hagyományos módszerek

2010. szeptember 4.

Szennyezőanyag

Mintaelőkészítés

Detektálási módszer

nehézfémek

feltárás (mikrohullám, királyvíz)

atom abszorpciós vagy tömegspektroszkópia

PCP

származékképzés

gáz kromatográfia

lindán

származékképzés

gáz kromatográfia

favédőszerek

szilárd fázisú extrakció

gáz kromatográfia

PCB

extrakció

gáz kromatográfia

aldehidek

származékképzés

nagy teljesítményű folyadék kromatográfia

halogének

Schöninger-feltárás

ion kromatográfia

VOC

üveg kamra, termo deszorpció

gáz kromatográfia

Új módszerek Szennyezőanyag

Mintaelőkészítés

Detektálási módszer

őrlés, tömörítés, semmi

Röntgen fluoreszcencia, szín teszt

szerves anyagok

őrlés, feltárás

immunoassay, kapilláris elektroforézis

halogének

feltárás

ion szelektív elektróda

VOC

őrlés

mesterséges orr, ion mobilitás spektrometria

nehézfémek

2010. szeptember 4.

Néhány új módszer Röntgen fluoreszcens spektrométer

•

Gyors detektálás

•

Alacsonyabb pontosság

•

detektálási határ [mg/kg] •

klór < 10 -500

•

króm < 1 - 20

•

réz < 1 - 10

•

arzén < 1 - 10

•

kadmium < 1 - 10

•

ólom < 1 - 10

Szín indikátor Krómazurol (CS) sötétkékre színez

1-(2-piridilazo)-2-naftol (PAN) magentára színez

2010. szeptember 4.

Szín indikátor

• •

Gyors módszerek pontatlanok Pontos módszerek lassúak, költségesek

2010. szeptember 4.

Újra használat Bécsben Bécsi fűrészüzem bontott 100-200 éves épületfákat dolgoz fel: •Bemenet: 3,000 m³/év (költség: 60 – 70 €/m³ vagy 180,000 – 210,000 €) •Elkerült lerakási díj: 130 €/m³ (390,000 €) •Kimenet: 2,000 m³/év (ár: 200 – 300 €/m³ akár 700 €/m³ a kiváló minőségért, összesen: 400,000 – 600,000 €) •Termékek: bútor és padlóburkoló alapanyagául szolgáló fűrészáru.

A. Merl (2007): Reuse, recycling and energy generation of recovered wood from building constructions 2010. szeptember 4.

FMK kutatások

2010. szeptember 4.

Forgácslapok újrafeldolgozása ALPÁR T. L. NYME-FMK Lemezipari tanszék, Sopron HATANO Y., Shibusawa T. FFPRI Wood Composites Laboratory, Tsukuba

2010. szeptember 4.

Faanyag újrahasznosítás ma • Japánban a jelenleg újrahasznosított bontási hulladék: 38% • az elégetett hulladék: 62 % • 2010-ig az újrahasznosított anyagoknak (fa, forgácslap, MDF, műanyag, fém, beton, stb.) el kell érniük a 95 %-ot. • Már megoldott az ajtók, ablakok, rétegelt lemez, LVL, raklap, zsaluzó anyag, stb. újrahasznosítása: pl. Tokyo Board forgácslap gyártó vállalat 95 %-ban a gyárban aprított bontott faanyagot használ • Európában is több olyan gyár üzemel, ahol a fűrészpor, szélhulladék, bontott faanyag képezi a forgácslap gyártás alapanyagát 95 – 100 %-ban.

2010. szeptember 4.

Forgácslap újrahasznosítása • A forgácslapok, MDF-ek újrahasznosításának gazdaságos megoldásán jelenleg is folynak a kutatások • Lehetőségek: • Újraaprítás • Kötőanyag hidrolízise • A forgácslapok termikus kezeléssel történő újrahasznosítási eljárás szabadalmi bejelentése Japánban jelenleg folyamatban van. 2010. szeptember 4.

A kísérletek célja • A kísérletsorozat célja: a használt forgácslapok és MDF lapok minél jobb, gazdaságosabb újrahasznosítása. • Az itt tárgyal két vizsgálati csoport ennek a kísérletsorozatnak az első két lépése volt. • A módszer a régi lapok kalapácsos malomban történt újra forgácsolása, majd ennek a forgácsnak friss forgáccsal, különböző százalékban való keverése volt. • Alkalmazott ragasztóanyagok: fenol-formaldehid és melaminnal modifikált karbamid-formaldehid. 2010. szeptember 4.

A kísérletek alapanyagai • Sugi (Cryptomeria japonica) forgács (kalapácsos malom), • 13 U típusú forgácslap (13: h.szil., U: karbamidformaldehid) • melamin-karbamid-formaldehid, • fenol-formaldehid, • 20 % NH4Cl oldat

2010. szeptember 4.

A lapgyártás módszere •

Forgácsképzés: kalapácsos malomban

•

Forgács osztályozása: csak #40 felett

•

Keverés: dobkeverőben pneumatikus kötőanyag beporlasztással

•

Terítékképzés: kézzel 500 x 500 mm-es keretbe

•

Préselés:

2010. szeptember 4.

•

180 °C préshőmérsékleten,

•

lapvastagsággal (15 mm) szabályozott présnyomáson,

•

lapközép hőmérsékletével szabályozott présidővel

Vizsgálati módszerek • Japán Ipari Szabvány, a JIS A 5908 alapján: • hajlítószilárdság, • lapsíkra merőleges húzószilárdság, • vastagsági dagadás • A lapsíkra merőleges húzószilárdság vizsgálata megfelel az MSZ EN 319-nek. • A vastagsági dagadás mérése megfelel az MSZ EN 317-nek. • A száraz hajlítószilárdság vizsgálata megfelel az MSZ EN 310-nek. 2010. szeptember 4.

Vizsgálati módszerek

folyt.

Továbbá: • „A” típusú hajlítószilárdság nedves körülmények között: • 2 óra 70 °C-os vízben, majd további 1 óra 20 °C-os vízben •

„B” típusú hajlítószilárdság nedves körülmények között: • 2 óra forrásban lévő vízben, majd további 1 óra 20 °C-os vízben

• A lehasadó formaldehid vizsgálatára a Japán szabvány a desiccator eljárást alkalmazza.

2010. szeptember 4.

Újraaprított 13U típusú lapok és friss Sugi forgács keverése, PF Keverési arányok

2010. szeptember 4.

13U

Sugi

0%

100%

10%

90%

20%

80%

40%

60%

60%

40%

80%

20%

100%

0%

• Fenol-formaldehid: 10 % • Forgácsnedvesség: 4 % • Teríték: 500 x 500 mm • Préselés: amikor a lap közepébe helyezett termoelem a 110 °C-ot elérte, a prés kinyitott

Újraaprított 13U típusú lapok és friss Sugi forgács keverése, MUF Keverési arányok

2010. szeptember 4.

13U

Sugi

0%

100%

20%

•

Melamin-karbamidformaldehid: 10 %

80%

•

Forgácsnedvesség: 4 %

40%

60%

•

Teríték: 500 x 500 mm

60%

40%

•

80%

20%

100%

0%

Préselés: amikor a lap közepébe helyezett termoelem a 110 °C-ot elérte, a prés kinyitott

Eredmények

• A lehasadó formaldehid mennyisége minden esetben alacsonyabb volt a szabványban, az E0 osztályra megadott 0,5 mg/l értéknél • legmagasabb érték: 0,46 mg/l • átlag érték: 0,4 mg/l

2010. szeptember 4.

Hajlítószilárdság a különböző arányban kevert, PF lapoknál Hajlító szilárdság [N/mm2]

30,0

Dry WA WB

22,5

15,0

7,5

0 0

0,25

0,5

0,75

Sugi keverési aránya [%] 2010. szeptember 4.

1

Lapsíkra m. húzósz. [N/mm2]

Lapsíkra merőleges húzószilárdság a különböző arányban kevert, PF lapoknál 1,600

1,325

1,050

0,775

0,500 0

0,25

0,5

0,75


1

Különböző arányban kevert, PF lapok terítékeinek magasságai Paplan magasság [mm]

70,000

61,875

53,750

45,625

37,500 0

0,25

0,5

Sugi keverési arány [%]

2010. szeptember 4.

0,75

1

Hajlítószilárdság [N/mm2]

Hajlítószilárdság a különböző arányban kevert, MUF lapoknál 20 NTHM NTHM W-A 15

10

5

0 0

0,25

0,5

0,75

Sugi keverési aránya [%]

2010. szeptember 4.

1

Lapsíkra merőleges húzószilárdság a különböző arányban kevert, MUF lapoknál Lapsíkra m. húzósz. [N/mm2]

1,100

0,938

0,775

0,613

0,450 0

0,25

0,5


0,75

1

Különböző arányban kevert, MUF lapok terítékeinek magasságai Paplan magasság [mm]

10,0

7,5

5,0

2,5

0 0

0,25

0,5

Sugi keverési arány [%] 2010. szeptember 4.

0,75

1

Következtetések # A Japán szabvány követelményeit figyelembe véve, PF ragasztóanyag alkalmazása mellett: • 18P típusú forgácslapok voltak készíthetők, újraaprított forgácslapok 40 %-os adagolásával. • 13P típusú lapokat már 50 – 60 %-os adagolási aránnyal is tudtunk gyártani. • 8P típusú forgácslapok 100 %-os újrahasznosított forgácslapból is gyárthatók voltak. 2010. szeptember 4.

Következtetések

folyt.

# MUF kötőanyag alkalmazása mellett:

• 18M típusú újrahasznosított lapot nem tudtunk készíteni. • 13M típusú forgácslap készítéséhez maximálisan 20 – 30 % újrahasznosított forgács volt adagolható. • 8M típushoz viszont a tisztán újraaprított forgács is megfelelt.

2010. szeptember 4.

Következtetések

folyt.

• Valamennyi lap lehasadó formaldehid tartalma alacsonyabb volt a Japán szabványban előírt maximális 0,5 mg/l-nél, annak ellenére, hogy a felhasznált újraaprított forgácsok már eleve tartalmaztak MUF gyantát. • A lapsíkra merőleges húzószilárdság értékei minden esetben meghaladták a Japán szabványban előírt min. 0,3 N/mm2 értéket.

2010. szeptember 4.

Következtetések

folyt.

• Előny: • A kísérletek bizonyították, hogy akár egyszerű újra aprítással is lehetséges a régi forgácslapok újrafeldolgozása. • Hátrány: • Az aprítás során a forgácsok is tovább aprózódnak. • Maga a kötés nem is szűnik meg, ezért a különböző méretű forgácsok továbbra is összetapadva, összepréselve maradnak, rövid, vastag alakban, ami hátrány az új lap gyártásakor. • Ugyanakkor a forgácsok összepréselve maradnak, nincs dekompresszió, ezért az új préselés nem olyan hatékony. 2010. szeptember 4.

Következtetések

folyt.

• Megoldás: a forgácslapok kötéseinek felhasítása hidrolízis révén. • Ennek módszerét szintén kidolgoztuk, az eljárás szabadalmi bejelentése Japánban megtörtént.

2010. szeptember 4.

Hidrotermikus kezelés

2010. szeptember 4.

Újrahasznosított forgácslapok hajlítószilárdsága (hidrotermikusan kezelt ill. újraaprított forgácsból)

2010. szeptember 4.

Újrahasznosított forgácslapok keresztirányú húzószilárdsága (hidrotermikusan kezelt ill. újraaprított forgácsból)

2010. szeptember 4.

Paplanvastagság (hidrotermikusan kezelt ill. újraaprított forgács)

2010. szeptember 4.

Production of cementbonded particleboard from poplar Alpár T. L., Rácz I. UWH Institute of Wood and Paper Technology

2010. szeptember 4.

A kutatást támogatta: - NKTH ERFARET 2.4. “Hulladékgazdáslkodás és környezetvédelem” - FALCO Zrt., Szombathely.

2010. szeptember 4.

A kutatás célja • szabványos minőségű cementkötésű forgácslap kifejlesztése hulladék bázison a kizárólagosan alkalmazott erdeifenyő részleges vagy teljes helyettesítésére Hagyományos

Alternatív

Portland cement

Portland cement

Erdeifenyő (Pinus sylvestris)

használt raklapok (nyár)

vízüveg (Na2SiO3)

kalcium-klorid (CaCl2)és kalcium-formiát (C2H2.CaO4)

2010. szeptember 4.

Laptípusok Vízüveggel gyártott lapok Jelölés

100EF_Vü

80EF_Vü

60EF_Vü

40EF_Vü

20EF_Vü

0EF_Vü

Erdeifenyő [%]

100

80

60

40

20

0

Raklap [%]

0

20

40

60

80

100

Kalcium-kloriddal és kalcium-formiáttal gyártott lapok Jelölés

100EF_Vü

80EF_Vü

60EF_Vü

40EF_Vü

20EF_Vü

0EF_Vü

Erdeifenyő [%]

100

80

60

40

20

0

Raklap [%]

0

20

40

60

80

100

2010. szeptember 4.

Gyártási paraméterek • Méret:# #

#

#

#

0,4 m x 0,4 m

• Vastagság:# #

#

#

12 mm

• Fa-cement tényező:# 1:2,6 • Teríték nedv.tart.:# 44% • Rétegek aránya:# #

30:40:30

• Fajlagos nyomás:##

4,7 MPa

• Présidő:##

#

14 óra

• Hidratációs idő:# #

14 nap

2010. szeptember 4.

#

#

CK használt fából

2010. szeptember 4.

Hajlítószilárdság 16

Hajlítószilárdság [MPa]

14

12

10

8

6

4

2

0 100

80

60

40

20

Erdeifenyő aránya a raklaphoz viszonyítva [%] Kacium-korid és kalcium-formiát 2010. szeptember 4.

Vízüveg

0

Ruhalmassági tényező 6500

Rugalmassági tényező [MPa]

6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 100

80

60

40

20

Erdeifenyő aránya a raklaphoz viszonyítva [%] Kacium-korid és kalcium-formiát 2010. szeptember 4.

vízüveg

0

Lapsíkra m. szakítósz. Lapsíkra m. szakítósz. [MPa]

1,00

0,75

0,50

0,25

0 100

80

60

40

20

Erdeifenyő aránya a raklaphoz viszonyítva [%] Kacium-korid és kalcium-formiát

2010. szeptember 4.

Vízüveg

0

Vastagsági dagadás 2%

Vastagsági dagadás 24h [%]

1%

1%

1%

0%

0% 100

80

60

40

20

Erdeifenyő aránya a raklaphoz viszonyítva [%]

Kacium-korid és kalcium-formiát 2010. szeptember 4.

Vízüveg

0

Eredmények • ajánlott részben vagy egészben legcserélni a drága erdeifenyőt nyár alapú használt raklapra – nincs minőségbeli romlás • Ok: • a nyár forgácsok hosszabbak, „szőrösebbek”, és hullámosak – jól filcelődnek • nincs különbség a nyár és az eredeifenyő pH értékében, cukor és tannin tartalmában 2010. szeptember 4.

Eredmények • megfontolandó lecserélni a vízüveget kalciumklorid és kalcium-formiát keverékére - az erdeifenyő alapú lapok szilárdságát is megnövelte • Ok: • a forgácsok jobb mineralizációja

2010. szeptember 4.

Csomagolási műanyag hulladékok újrahasznosítása Alpár T., Koroknai L.

2010. szeptember 4.

A kutatást támogatta: BAROSS-7-2005-0240 (OMFB-000151/2007)

2010. szeptember 4.

Cél • A csomagolóeszköz korlátozott időtartamú felhasználásra szánt termék, feladata többnyire megszűnik, amint az áru eljut végső felhasználásához, ekkor általában hulladékká válik. • Olyan fa-műanyag kompozitot hoztunk létre egyszerű technológiával , mely 100 százalékban hulladék anyagból készül: • használt fa, • használt poliprolilén. • A fa-műanyag kompozit lapot lépésálló hőszigetelésként kívánjuk alkalmazni

2010. szeptember 4.

Alapanyagok

2010. szeptember 4.

Gyártási paraméterek, laptípusok • A gyártást hőprésben végeztük: • 200°C hőmérsékleten, • 400*400*12 mm lapmérettel, • 2,2 MPa fajlagos nyomáson Jelölés

Használt fa forgács [V%]

Poliprpilén [V%]

F_PP_50_50

50

50

F_PP_60_40

60

40

F_PP_70_30

70

30

F_PP_75_25

75

25

F_PP_85_15

85

15

2010. szeptember 4.

Mechanikai jellemzők 17,00


Sűrűség [kg/m3]

900

675

450

225

0

12,75

8,50

4,25

0 F_PP_50_50

Laptípusok

2 200

19,00

Csavarállóság [MPa]


F_PP_50_50 F_PP_60_40 F_PP_70_30 F_PP_75_25 F_PP_85_15

1 650

1 100

550

0

F_PP_70_30

F_PP_85_15

Laptípusok Élben

Lapban

14,25

9,50

4,75

0 F_PP_50_50 F_PP_60_40 F_PP_70_30 F_PP_75_25 F_PP_85_15


Laptípusok

Laptípusok

2010. szeptember 4.

10,0

Hővezetési tényező [W/mK]

0,220

7,5

5,0

2,5

0,165

0,110

0,055

0



Laptípusok

Laptípusok

Lineáris hőtágulási együttható [1/K]

Vastagsági dagadás - 24h [MPa]

Fizikai jellemzők

0,4

0,3

0,2

0,1


Laptípusok 2010. szeptember 4.


eredeti

öregített

20

15

10

5



Mesterséges öregítés eredeti 3 000

2 250

1 500

750


Laptípusok

Vastagsági dagadás - 24h [MPa]

Laptípusok

2010. szeptember 4.

öregített

eredeti

öregített

10,0 7,5 5,0 2,5 0 F_PP_50_50 F_PP_60_40 F_PP_70_30 F_PP_75_25 F_PP_85_15

Laptípusok

Vegyszerállóság A 24 órára pH=4 oldatba áztatott jellemző minták (balról: PP-fa arány 15-75%, 50-50%, 25-75%). A mintáknak az alsó felét merítettük a savba

A 24 órára pH=9 oldatba áztatott jellemző minták (balról: PP-fa arány 50-50%, 15-80%, 25-75%). A mintáknak az alsó felét merítettük a lúgba 2010. szeptember 4.

Eredmények • A PP arányának növekedésével nő: F_PP_70_30 Sűrűség [kg/m3]

795,1

Nedvességtartalom [%]

1,92


15,6


1956,4

Csavarállóság - él [MPa]

16,9

Csavarállóság - lap [MPa]

13,3

Vastagsági dagadás [%]

6,4

Hővezetési tényező [W/mK]

0,19

Lineáris hőtágulási együttható [1/K]

0,092

• a térfogati sűrűség, • a hajlítószilárdság, • a hővezetési tényező, • a hőtágulási együttható. • A PP arányának növekedésével csökken: • a pórustérfogat, • a rugalmassági tényező, • a vastagsági dagadás. • A PP aránya nem volt hatással a: • lapsíkra merőleges szakítószilárdságra, • csavarállóságra.

2010. szeptember 4.

Szakirodalom A. Merl (2007): Reuse, recycling, and energy generation of recovered wood from building construction - showcase Vienna. 3st European COST E31 conference, Klagenfurt Alpár T., Hatano Y., Shibusawa T. (2006): Recycling of Particleboard and Fiberboard by Hydrothermal Process - Hydrolysis of the Adhesives and Reconditioning of Compressed Wood-Cells. 6th Global Wood and Natural Fibre Composites Symposium. Kassel, Germany Alpár T., Koroknai L. (2007): “Csomagolási műanyag hulladékok újrahasznosítása: új típusú kompozitok előállítása csomagolási műanyagból”. BAROSS-7-2005-0240, Zárójelentés Alpár T., Schöberl M., Rácz I. (2006): ERFARET 2.4 Hulladékgazdálkodás és környezetvédelem, Éves jelentés C. van Riet (2004): Sustainable use of wood for products and energy: conflict or opportunity? The situation of the European wood-based panel industry. 1st European COST E31 conference, Thessaloniki G. Jungmeier, C. Gallis. B. Hillring, M. Humar, A. Fruehwald (2005): What is COST and COST Action E31 “Management of recovered wood”. 2nd European COST E31 conference, Bordeaux J. Hurley (2004): Best practice of timber waste management in UK. 1st European COST E31 conference, Thessaloniki Károly A. (2005): A magyarországi faipari hulladékgazdálkodás helyzete és lehetőségei az Európai Unióban, különös tekintettel a faalapú hulladékokra. Szakdolgozat, Berzsenyi Dániel Főiskola, Szombathely M. Humar, A. Ribeiro, A. Amartey, L. Helsen, L. Ottosen (2007): Remediation of CCA treated wood waste. 3st European COST E31 conference, Klagenfurt M. Varga, T. Alpár, G. Németh (2004): General waste handling and recycling in particle board production. Management of Environmental Quality, Vol. 15. No. 5, pp. 509-520 M. Vogt, M. Gann, M. Irle (2007): Detection methods in practical application. 3st European COST E31 conference, Klagenfurt Nagy J. (2006): A hazai biomassza hasznosítás országos összefüggései. FVM PAL ismertető anyagok R-D. Peek (2004): Latest developements in waste wood management - The German orninance on waste wood. 1st European COST E31 conference, Thessaloniki R. Falk, D. McKeever (2005): Recovering wood for reuse and recycling: a United States perspective, 1st European COST E31 conference, Thessaloniki T. Alpár, I. Rácz (2007): Production of cement-bonded particleboard from poplar. 3rd European Hardwood Conference, Sopron, Hungary V. Dornburg, A. P. C. Faaij (2005): Cost and CO2-emission reduction of biomass cascading - Methodological aspects and case study of SRF poplar. COST E31 and IEA Bioenergy Task 38 Workshop, Dublin VARGA M. - NÉMETH G. (2004): NKFP (National Project of Research and Development) „Erdő és Fa Kutatási program” 7.4; Fafeldolgozási hulladékok keletkezése, kezelése, felhasználhatósága http://www.ctib-tchn.be/coste31/e31_documents.htm http://www.ieabioenergy-task38.org/softwaretools/ 2010. szeptember 4.

titanic.nyme.hu/~atibor/tmp/fahull.pdf

2010. szeptember 4.

Faipari hulladékgazdálkodás

Recommend Documents