EGYÉB HULLADÉKOK
6.8
Gépjárművek bezúzásakor keletkező hulladékok hasznosítása és ártalmatlanítása Tárgyszavak: autóipar; feldolgozás; gépjármű; hulladékkezelés; maradék; technológia.
A probléma jelentősége 2002-ben Németországban kb. 3,4 millió használt gépkocsit vontak ki a forgalomból. Ennek nagy részét további felhasználás vagy ártalmatlanítás céljából exportálták, belföldön 1,2 millió darab ártalmatlanításáról kellett gondoskodni. Az ártalmatlanítás során először eltávolítják az értékesíthető alkatrészeket, majd a maradék karosszériát más fémhulladékkal együtt zúzógépeken (shredder) dolgozzák fel. Németországban mintegy 40 cég több mint kétmillió tonna vasat és színesfémet forgat vissza a gazdaságba. Emellett kb. 450 000 tonna bezúzási maradék vagy shredder hulladék keletkezik. Ennek kétharmada roncsautókból származik. 2005. június 1-jétől, az új hulladéktörvény miatt az ilyen maradékok ártalmatlanítására a hulladéklerakás már nem alkalmazható. A használt gépkocsikra vonatkozó törvény ugyanakkor határidőket és hasznosítási hányadokat tartalmaz: 2006 januárjától a használt gépkocsik tömegének 85%-át kell hasznosítani, ahol 80%-nak vagy újrahasználat, vagy anyagban történő hasznosítás során kell hasznosulnia. 2015. január 1-jétől a megfelelő határértékek 95%, ill. 85% lesznek. A használt gépkocsik tömegének mintegy 70%-át a vas és színesfémek teszik ki, amelyeket hasznosítani lehet. További 10%-ot (főként nemfémes szerkezeti anyagokat) a szétszerelés során kell elkülöníteni az anyagban történő hasznosítás céljából. Ezután még mindig marad 20%-nyi shredder hulladék. 300 000 tonna shredder hulladékkal számolva, a környezetvédelmi törvények betartásához Németországban
– 2006 januártól évi 75 000 tonna shredder hulladékot energetikailag vagy anyagában hasznosítani kell, – 2015 januártól évi 75 000 tonna shredder hulladékot anyagában, további 150 000 tonnát másképpen kell hasznosítani (energetikailag és/vagy anyagában).
A shredder hulladék összetétele és hasznosítási lehetőségei A kezelési vagy hasznosítási technológiának figyelembe kell vennie a hulladék anyagi összetételét. A shredder hulladék erősen inhomogén anyagkeverék, amelyben elég sok a finomszemcsés összetevő. Átlagos halmazsűrűsége 0,3 g/cm3. Az anyagnak kb. fele polimer (műanyag), fűtőértéke kb. 14 MJ/kg. A feldolgozott frakciók fűtőértéke a 30 MJ/kg-ot is elérheti. A feldolgozási technológia megválasztásakor figyelembe kell venni, hogy a shredder hulladék nehézfémeket, rezet, klórt is tartalmazhat. Összetétele erősen ingadozó, és függ a kiindulási anyagoktól.
Termikus eljárás A termikus hasznosítást, vagyis a shredder hulladék háztartási vagy maradék hulladékkal együtt történő elégetését hulladékégetőkben már ma is alkalmazzák, és eddig semmilyen negatív hatást nem tapasztaltak az égetőmű üzemével vagy a káros emissziókkal kapcsolatban. Mivel azonban a hamuban feldúsulhatnak a nehézfémek, az égetőművek üzemeltetői korlátozzák a shredder hulladék mennyiségét a hulladékban. Az égetés elsősorban hulladékártalmatlanítási módszer, de megfelelő kiépítés esetén a hulladék energiatartalmát is hasznosítani lehet. Ennek feltételeit az Európai Bíróság 2003-tól több törvényben megszabta. A hulladékok égetőműben történő ártalmatlanítása ma tonnánként 70300 EUR-ba kerül. Hogy mi lesz a helyzet 2005 júniusa után, az még nem egyértelmű. A shredder hulladék termikus kezelése ennél bizonyosan drágább lesz, mert ez az energiagazdag hulladéktípus az átlagosnál jobban igénybe veszi a rendszer termikus kapacitását – ezért ilyenkor ennek megfelelően kell megválasztani a másfajta, energiaszegény hulladékok (pl. maradék hulladék) mennyiségét.
Gőzfejlesztés füstgázokkal Japánban a tokiói Ebara cég már több shredder hulladékkal fűtött és vegyes tüzelésű nagyüzemi égetőművet épített TwinRec technológiája
alapján (1. ábra). A módszerben a porszerű shredder hulladékot 500– 600 °C-on fluidágyban elgázosítják, majd a gáz alakú termékeket, az éghető részecskéket és porokat az ezután következő ciklonos égetőkamrában kb. 1400 °C-on elégetik. Az égetési maradékból többek között nehézfémeket lehet jó minőségben kinyerni. A maradék másik része üveges salak formájában kerül ki az égetőműből. Az égésgázokkal gőzt állítanak elő, majd azt megtisztítják. Az Aomoriban működő TwinRec technológiával működő létesítményen már több mint 320 000 tonna shredder hulladékot dolgoztak fel. A hagyományos hulladékégetőhöz hasonlóan, bizonyos feltételek teljesülése esetén a TwinRec technológia is alkalmas energiatermelésre, és még a hulladékok egy részéből is értékes anyagot lehet kinyerni. A kezelés költségei tonnánként 150-200 EUR-ra tehetők. ciklon olvasztó kamra gázosító levegő
SR stb.
levegő
forgó fluid réteg
indító égő fluidizáló levegő
hamukihordás
1350 1450 °C hűtött fal
ömledék eltávolítás
1. ábra alá: A TwinRec technológia vázlata Egy másik eljárásban, az ún. Thermoselectben is termikusan kezelik a shredder hulladékokat. Egy ilyen berendezés működik Németországban (Karlsruhe), kettő pedig Japánban. A termikus kezelés tulajdonképpen az elgázosítás és elégetés kombinációja. A hulladékot itt magas
hőmérsékletű reaktorban elgázosítják, a keletkezett szintézisgázt pedig tisztítják, majd energiakinyerés céljából elégetik. A szintézisgáz anyagában történő hasznosításáról eddig nem áll rendelkezésre adat. A szilárd maradékok részben üveges salakszemcsék, részben fémötvözetű szemcsék formájában képződnek, amelyek anyagukban tovább hasznosíthatók. A shredder hulladék maradék hulladékkal való kombinációja is megvalósítható a termikus hasznosítás során ipari léptékben. Karlsruheban tonnánként 140 EUR-ért végezték a kezelést, de arra nincs adat, hogy ez az összeg fedezte-e a költségeket.
Szintézisgázból metanol A szekunder nyersanyagok hasznosításával foglalkozó egyik németországi központban (SVZ) kísérletek során különböző kiindulási anyagokból készült szintézisgázokat tisztítás után megpróbáltak átalakítani metanollá. 2003 tavaszán nagyüzemi léptékű kísérletet végeztek shredder hulladék ilyen jellegű hasznosítására. Az SVZ eddig az egyetlen olyan intézmény, amely hivatalos engedélyt kapott a shredder hulladék anyagában történő hasznosítására. A salakágyas gázosítóban évi 70 000 tonna shredder hulladék hasznosítására van lehetőség. Az üzem folyamatos működésének gazdaságossága egyelőre kérdéses. A hasznosítás költségei tonnánként jóval 100 EUR fölött vannak tonnánként.
Kombinált oxidatív–reduktív hasznosítás A svájci Citroën üzem a franciaországi Le Havre-ban működtet egy Oxireduktor nevű speciális berendezést fémtartalmú szerves hulladékok hasznosítására. A készülék magja egy forgó csőkemence, amelynek szilárd ágyában a szerves komponensek termikusan elbomlanak, a pirolízisgázokat a szilárd ágy felett 1200 °C-on elégetik, a fémoxidok pedig a szilárd anyagú ágyban redukálódnak. A cink, kadmium és higany ilyen körülmények között elpárolognak, a gázfázisban ismét oxidálódnak, és a füstgázokból ki kell kiszűrni őket. A fémkoncentrátumot a fémkohászat hasznosítja. Más fémeket és ásványi maradékokat az építőiparban és a cementiparban lehet hasznosítani. Az üzem kapacitása jelenleg 130 000 tonna, teljes kiépítése után azonban el fogja érni a 200 000 tonnát. A feldolgozott hulladék mintegy 30%-a shredder hulladék. A shredder hulladékot itt elsősorban szénforrásként használják, a benne levő fémeket és ásványi anyagokat pedig
anyagukban hasznosítják. A megadott feldolgozási költségek tonnánként 100 EUR alatt maradnak. Tervezik egy újabb hasonló üzem építését is, mert a lépték növelésével az árak tovább csökkenthetők. A pirolízis-gázok energetikai hasznosítására 100 MW-os erőmű létesítését tervezik.
Pirolízis utáni égetés erőműben más hulladékfajtákkal együtt Az RWE cég vesztfáliai erőművében ConTherm néven fejlesztettek ki egy módszert különböző hulladékok együtt elégetésére. Ebben a technológiában a hulladékot előre kapcsolt forgó pirolízis csőkemencében pirolízisgázzá és pirolíziskoksszá alakítják. A pirolízisgázt minden előkezelés nélkül elégetik az erőmű üstjében. A pirolíziskokszot felhasználás előtt előkezelik és kinyerik belőle a fémeket. Az égetési maradékot a hamuval együtt hasznosítják. Eredetileg azt tervezték, hogy shredder hulladékot is fognak égetni az üzemben, de erre még nem kapták meg az engedélyt. Az eljárás költségeiről nem áll rendelkezésre adat.
Mechanikai eljárások A belga Galloo fémfeldolgozó cég a kilencvenes évek közepe óta működtet shredder hulladékot mechanikai módon feldolgozó gépsort. A fémek mellett egyes frakciókat anyagában, másokat energetikailag értékesítenek. A frakciók között vannak műanyagok (PE, PP), gumi, fa stb. A gépsor kapacitása kb. 250 000 tonna/év. A használt gépkocsikra vonatkozó törvény követelményei ezzel a technológiával sem tarthatók még be, és a módszerrel kezelt maradékok sem felelnek meg a hulladéktörvény előírásainak, a módszer a jövőben mégis kitűnő hozzájárulást jelenthet a shredder hulladékok hasznosítása problémájának megoldásához. Maga a mechanikai feldolgozás kb. 25 EUR/tonna áron végezhető el, a teljes ártalmatlanítás pedig kb. 65 EUR/tonnába kerül. 2000 tavaszán Eppingenben üzembe helyeztek egy óránként 4 tonna feldolgozási kapacitású kísérleti gépsort, amely különböző aprítási, szárítási, szitálási, válogatási lépésekből áll. A rövid idejű kezelések nem vezettek sikerre: a fémfrakciókat sikerült ugyan hasznosítható formában kinyerni, de a többi frakció kezelhetetlen maradt. A technológia további fejlesztésre szorul. A kezelési költség kb. 100 EUR/tonna volt.
Értékesítés elektroacél-kemencékben A Sult cég kifejlesztett egy mechanikus osztályozási eljárást shredder hulladékok feldolgozására. A berendezés által előállított szerves frakció (amely a bevitt shredder hulladék kb. 60%-a) fűtőértéke 20 MJ/kg, réztartalma 01,5–0,3%; klórtartalma 0,6–1,0%. Ezt a frakciót elektroacél-kemencében értékesítik. Más energetikai hasznosítási módok is elképzelhetők, pl. koksz pótlására nagyolvasztóban, ahol a vas, színesfém és homokfrakciók is hasznosíthatók. Ennek a módszernek a feldolgozási költségei 50–70 EUR/tonnát tesznek ki.
További szerves frakciók: PUR-habok és hőre lágyuló műanyagok A belga Salyp cég mechanikai feldolgozási módszerének előnye, hogy további értékes frakciókat eredményez. Az első lépésben elkülönítik a PUR-habot, a vegyes műanyagokat és a finomszemcsés frakciót. Egy különleges berendezés segítségével a PUR-habot elkülönítik, megtisztítják és anyagában hasznosítják. A hőre lágyuló műanyagokat ugyancsak típus szerint szétválogatják, úgyhogy elvben azokat is anyagukban lehet hasznosítani. A finom frakcióban a vasport és a vas-oxidot hasznosítani kell. A shredder hulladék teljes tömegének mintegy 70%-át tudják anyagában hasznosítani. Az első demonstrációs üzemet jelenleg tervezik. A kevert műanyaghulladék feldolgozási költségei mintegy 170 EUR/tonnára tehetők, a teljes feldolgozási költségre vonatkozóan még nem állnak rendelkezésre adatok.
A Volkswagen eljárása A VW SiCon-néven fejlesztett ki egy mechanikai feldolgozási módszert shredder hulladékok feldolgozására és azokból értékes frakciók kinyerésére (2. ábra). A módszer kifejlesztéséhez további német és európai autógyártók is hozzájárultak. A hagyományos válogatási és szétválasztási módszerek alkalmazásával el tudnak különíteni egy klórban és rézben szegény műanyagfrakciót, egy PVC-ben gazdag műanyagfrakciót, egy pehelyfrakciót és egy homokfrakciót. A klórban szegény műanyagfrakciót redukálószerként lehet hasznosítani nagyolvasztókban, a pehelyfrakciót a szennyvíziszap kezelésekor anyagában lehet hasznosítani, és még a PVC- meg a homokfrakciókra is valószínűleg lehet találni megoldást az anyagban való hasznosításra. A cég nem hozott nyilvá-
nosságra konkrét feldolgozási költségeket, de feltehető, hogy azok kedvezőek. Az első kísérleti üzem tapasztalatait 2005 közepére várják.
az autóipari zúzalék maradéka a zúzalék feldolgozásának fő lépése vas
színesfém
nyers granulátum
nyers pehelyfrakció
nyers homok
feldolgozásra irányuló nemesítési eljárások fémek
PVC-koncentrátum
granulátum
PVC-gyártás
pehely
homok
maradék
ártalmatlanítás
színesfémkohászat derítő iszap vízmentesítése nagyolvasztó
2. ábra A Volkswagen VW SiCon eljárásának vázlata Összeállította: Bánhegyiné Dr. Tóth Ágnes Reinhardt, T.; Richers, U.: Entsorgung von Shredderrückständen. = Umwelt Magazin, 34. k. 7/8. sz. 2004. p. 16–20. http://bibliothek.fzk.de.zb.berichte/FZKA6940.pdf
