Likvidace odpadu – skládkování, spalování, pyrolýza, solidifikace •
Omezení vzniku (minimalizace tvorby) odpadů u výrobce
•
Zneškodňování odpadů ekologicky únosným a ekonomicky výhodným způsobem:
a) s materiálovým využitím odpadu (využitím druhotných surovin, recyklací, kompostováním, přepracováním apod.) b) s energetickým využitím odpadu (spalováním, methanizací, pyrolýzou) c) ukládáním (skládkováním, solidifikací)
1
Vztah tuhého odpadu a ohrožení zdraví člověka Biologické faktory Fyzikální a mechanické znečištění
Kontaminace vzdušnou cestou
Tuhý odpad
Přímý kontakt
Onemocnění člověka, oslabení organismu
Zásobování vodou
Zásobování potravinami
Sociálně ekonomické faktory
2
Základní činnosti v oblasti odpadového hospodářství Odpadové hospodářství Předcházení Omezení Nakládání s vzniku odpadu vzniku odpadů odpady
shromažďování přeprava skladování úprava využívání zneškodňování 3
Označování odpadu
infekční
4
Skládkování nejstarší, nejjednodušší, nejlacinější a nejrozšířenější forma likvidace co nejméně ohrozit životní prostředí ochrana půdy více než 90% tuhých odpadu se skládkuje
5
Skládky odpadů • Hledání místa (vzdalování od měst) – lomy, neobhospodařované volné plochy, vhodné geologické podmínky • Minimalizace vlivu na životní prostředí – hydrogeologické podmínky • Úprava dna a stěn skládky – nepropustnost • Drenáž – vodní a plynové hospodářství • Rozhrnování a zhušťování odpadu • Překrytí zeminou – zabránění vznícení a úletu lehkých částic • Estetický vzhled krajiny 6
Zásady řízeného skládkování Odpady jsou plánovitě naváženy na vhodný, upravený terén Jsou rozhrnovány a zhutňovány v asi půlmetrových vrstvách a v mírném sklonu až do výše přibližně 2 m Tento zhutněný odpad je denně shora i ze stran pokrýván asi 20 cm silnou vrstvou vhodné zeminy Skládka se po konečném zaplnění rekultivuje, což umožňuje její účelné využití 7
Zakládání skládek odpadů • • • •
Skrývka orničních a podorničních vrstev Minerální těsnění Těsnící pásy Drenáž – Plošná – Trubní
• Technické vybavení skládky – – – – – – – – –
Autováha Mycí rampa Komunikace Garáže Sklady Provozní budova Vodovodní a kanalizační systém (průsaková a dešťová voda – čistírna OV) Plynové hospodářství Oplocení objektu 8
Těsnění tělesa skládky
9
Zabezpečení skládky • Minerální těsnění – jílová vrstva (10-9 m.s-1 ) tloušťka min. 60 cm obvykle 1 – 1,5 m • technická bariéra - fólií z HDPE nebo PVC v tloušťce min. 1,5 mm, obvykle 2-2,5 mm • geotextilie - netkaná textilie z polypropylenu • trubky drenážního systému - průměru 200 – 250 mm • vrstva drenážního štěrku zrnitosti 32/16 (tzv. kačírek), případně 16/8 o mocnosti 30 50 cm
11
Dělení skládek ve vztahu k úrovni terénu • Podúrovňové - typické příkrými svahy a nutností odčerpávat veškerou průsakovou vodu
• Nadúrovňové - bezpečný provoz, snadná dlouhodobá kontrola a gravitační odtok průsakových vod, protihluková zábrana • Svahové - zřizují se v bývalých, lomech, pískovnách a jílovištích; po uzavření a rekultivaci zlepšují vzhled krajiny • Zákopové – odpad se rozhrnuje a zasypává se zeminou získanou z hloubení jámy
• Podzemní - pro radioaktivní odpad • Kombinované 12
Podúrovňová skládka
1 – větrolam, 2 – příjezdová rampa, 3 – hladina podzemní vody, 4 – demoliční materiál, 5 – výkopová zemina, 6 – neškodné anorganické látky, 7 – stavební konstrukce, 8 – spád, 9 – mezivrstva, 10 – ozeleněná krycí vrstva, 11 – vrstva 13 odpadu, max. 1,8 m
Nadúrovňová skládka
1 – vrstva matečné zeminy s křovím a zelení, 2 – těsnící vrstva, 3 – vrstva odpadu, 4 – vrstvy inertního materiálu, 5 – úprava planýrováním, 6 - dovoz 14
Svahová skládka
15
16
17
18
19
Procesy probíhající ve skládkách Odpad na skládkách prochází mnoha fyzikálními, chemickými a biochemickými změnami, ze kterých jsou nejvýznamnější: • Aerobní a anaerobní biologický rozklad organických látek doprovázený tvorbou a únikem zapáchajících plynů a kapalin (závisí na teplotě a vlhkosti), methanu, CO2, CO • Chemická oxidace látek • Vyluhování organických a anorganických látek a pohyb výluhu skládkou • Nerovnoměrné usazování vyvolané stlačováním materiálu do puklin 20
Odpady, které lze ukládat na běžných řízených skládkách
Komunální odpad Škvára a popel z kotelen Hlušina z důlních operací Struska z výroby železa a oceli Stavební a demoliční odpad Opotřebované pneumatiky Kaly z čistíren odpadních vod a průmyslových procesů Odvodněné kaly ze splaškových vod Zemědělské odpady
21
Seznam odpadů, které je zakázáno ukládat na skládky všech skupin a používat jako technologický materiál nebo využívat na povrchu terénu 1. Odpady vznikající z výrobků podléhajících povinnosti zpětného odběru (§ 38 zákona). 2. Kapalný odpad a odpad, který sedimentací uvolňuje kapalnou fázi, s výjimkou kovové rtuti, která je jako odpad přijímána k dočasnému skladování za podmínek podle § 9a. 3. Nebezpečné odpady, které mají některou z následujících nebezpečných vlastností: výbušnost, vysoká hořlavost, oxidační schopnost, schopnost uvolňovat vysoce toxické nebo toxické plyny ve styku s vodou, vzduchem nebo kyselinami nebo infekčnost, s výjimkou kovové rtuti, která je jako odpad přijímána k dočasnému skladování za podmínek podle § 9a. 4. Odpady, které prudce reagují při styku s vodou. 5. Odpady chemických a biologických látek vznikajících při výzkumné, vývojové nebo výukové činnosti, jejichž totožnost nebyla zjištěna anebo jsou nové, a jejichž účinky na člověka nebo životní prostředí nejsou známy. 6. Veškerá léčiva, návykové látky a přípravky, makovina a prekursory drog. 7. Biocidy (pesticidy). 8. Odpady silně zapáchající. 9. Odpady (nádoby a zařízení) s obsahem plynu pod tlakem rozdílným od tlaku atmosférického. 10. Odpady, u nichž míra obsahu radionuklidů nebo znečištění jimi neumožňuje jejich uvádění do životního prostředí. 22 11. Kyselé a hydrolýze podléhající odpady z výroby oxidu titaničitého.
Nakládání s nebezpečnými odpady • • • • •
Opětovné využití Skládkování Spalování Pyrolýza Solidifikace
•
Úplný rozklad nebo mineralizace a detoxikace Detoxikační technologie – vysoké náklady, velmi perspektivní biologické procesy využívající činností mikroorganismů. Biologické zpracování – možnost zpracování odpadu přímo na místě, minimální narušení lokality výskytu, možnost nepřetržitého zneškodňování odpadu, možnost kombinace s jinými metodami jako konečný čistící stupeň, nižší náklady ve srovnání s běžnými postupy. Rozklad pomocí mikroorganismů Rozklad pomocí enzymů
23
Černá skládka • Ohrožení životního prostředí • Zdroj chemické a biologické kontaminace povrchových a podzemních vod • Zhoršení hygieny prostředí (zápach, dým, vzhled krajiny, šíření infekčních chorob) • Ohrožení zdraví lidí
24
Laguna podnik OSTRAMO
25
26
27
28
29
30
Spalování • •
Nejradikálnější a hygienicky nejúčinnější způsob odstraňování odpadů Při dokonalém spalování vzniká – oxid uhličitý, voda, malá množství oxidu uhelnatého a oxidů dusíku Tuhý odpad
teplo
Sušení
Akumulace tepla Pyrolýza Těkavé produkty Vznícení
O2
Plamenné hoření Tuhý zbytek Dohořívání(bezplamenné hoření) popel
Schéma procesu hoření
31
Spalovna odpadu
32
Druhy spalovacích pecí a topenišť • Roštová pec – rošt se sklonem • Rotační pec – vyzděné válce s mírným sklonem, které se pomalu otáčejí • Muflova pec - uzavřené topeniště • Etážové pece – stojatý válec rozdělený na etáže s lopatkami • Fluidní topeniště a pece – víření spalovaného materiálu 33
Pochody probíhající při spalování • Předsoušení – sálání plamene z dalších pásem spalování • Odplyňování odpadu – ohřev na teplotu 200 – 600°C, vývin hořlavých plynů • Zapálení odpadu – vznikají ložiska hoření • Spalování plynů – vznikají nová ložiska hoření, teplota 500 – 800°C. • Hoření – hoří plyny i vzniklý polokoks, teplota 1000 – 1100°C • Vyhořívání a odvádění tepla – vzniká velké množství tepla, 1200°C. 34
Proces probíhající při spalování odpadu na roštech
A 1
B 3
D
E
3 7
6
C
8
9
5 4
2
A – sušení, B – zplyňování, C – zapálení, D – hoření, E – vyhoření, 1 – přívod odpadu, 2 – odvod popela, 3 – spaliny, 4 – přívod vzduchu, 5 – rošt, 6 – vrstva odpadu, 7 – tlející plyny, 8 – plamínky, 9 - plamen 35
Procesy probíhající při spalování odpadu v rotační peci
A
B 3
C
D
6
E 6
6
1 8 5
7
7
4 2 A – sušení, B – zplyňování, C – zapálení, D – hoření, E – vyhoření, 1 – přívod odpadu, 2 – odvod popela, 3 – přívod vzduchu, 4 - kondukce, 5 – vstup odpadu, 6 – reflexní radiace, 7 – směr pohybu, 8 – osa pece 36
Etážová pec
37
38
39
• Odpady dobře spalitelné – textilní odpad, obalový materiál, lepenka, folie apod. • Odpady těžko spalitelné – plasty a chemické látky obsahující fluor, chlor apod., míchat s dobře spalitelnými odpady. • Odpady ze zdravotnických zařízení - vždy se spalují • Bioplyn – methanizace zemědělského odpadu – skládkové plyny • Stabilizační palivo – přídavek ušlechtilých paliv (10 – 15%, uhlí, olej, plyn) 40
Výhody spalování • Teplo – ohřev technologické a užitkové vody • Zmenšení objemu finálního odpadu • Nižší hygienická škodlivost • Likvidace biologicky nerozložitelných odpadů Nevýhody spalování • Vysoké investiční a provozní náklady • Tvorba kouřových plynů a popílků • Oxid uhelnatý, chlorovodík, kyanovodík
41
Pyrolýza • Chemická destrukce organických látek teplem za nepřítomnosti kyslíku – zplyňování nebo karbonizace • Vzniká – oxid uhličitý, oxid uhelnatý, voda, methan a jiné uhlovodíky a zůstává karbonizací vzniklý uhlík = výroba aktivního uhlí. • Regulace podmínek pyrolýzy Tlak – normální, zvýšený, vakuum katalýza Různé teploty 42
• Využití V závodech na výrobu plastů, kaučuku, pryže – likvidace odpadu komunální odpad – hydrogenační pyrolýza
• Výhody Topný plyn, aktivní uhlí, saze a olej Ochrana ovzduší Nižší náklady než na spalování Likvidace polymerů obsahujících halogeny
43
Schéma zařízení na katalytickou pyrolýzu 12 1
4 11
5 6
2
8
3
10
7
14
15
18 17
16
9
13
1 – odpad, 2 – drtič, 3 – separace anorganického podílu, 4 – sušení ogr. podílu, 5 – oddělení zbytku anorg. podílu, 6 – další mělnění org. látek, 7 – pyrolytický rozklad, 8 – oddělení pyrolytických produktů od tuhého podílu, 9 – uhlí, 10 – plynné produkty, 11 – vodní sprcha, 12 – plyny, 13 – oleje, 14 – odpadní voda, 15 – třídění anorganického podílu, 16 – kovy, 17 – sklo, 18 – zbytek org. podílu
44
Solidifikační procesy (zpevňování) • Konečné zajištění nebezpečných odpadů • Převedení do pevné a objemově monolitní formy Cíl solidifikace: Zamezení nebo zpomalení migrace nebezpečné složky do životního prostředí Snadno manipulovatelný produkt, s mechanickými vlastnostmi zajišťujícími bezpečný provoz na místo uložení a dobrou mechanickou únosnost pro uložení ve více vrstvách Vytvoření podmínek pro snadné ukládání do požadované prostorové depozice úložiště
45
Rozhodnutí o dlouhodobém skladování odpadu na základě jeho charakteru: 1) Jako nebezpečný odpad, který je v rámci dnešních znalostí nevyužitelný, je však značně pravděpodobné, že při vývoji nových účinnějších technologií a využívání druhotných surovin se může ještě v budoucnu využít 2) Jako nebezpečný odpad, který bude s velkou pravděpodobností nevyužitelný po celou dobu jeho nebezpečnosti
46
Typy solidifikace • Tabletace – snížení objemu a povrchu odpadu, • Zpevňování hydraulickými pojivy – portlanské cementy, struskoportlanské a struskové cementy, rychlovazné cementy • Zpevňováni v tuhnoucích taveninách – bitumenové (asfaltové) živice, kamenouhelné dehty, síra. • Fixace do sádry – solidifikace elektrárenských popílků • Ocel - výhody: tuhost a relativně malá hmotnost, nevýhoda: korozivita • Fixace do betonu – vysoká pevnost v tlaku, trvanlivost, vodotěsnost, nenáročná výroba, nevýhody: malá pevnost v tahu, tvorba trhlin, velká hmotnost • Vitrifikace – přídavek sklotvorných nebo tavících přísad 47
48
