Odtěžování skládek možnosti těžby a zpracovávání skládkovaného materiálu Prof. Dr.-Ing. Jürgen I. Schoenherr, Dipl.-Ing

Odtěžování skládek –

“Landfill Mining”

Odtěžování skládek – možnosti těžby a zpracovávání skládkovaného materiálu

Hochschule Zittau/Görlitz Prof. Dr.-Ing. Jürgen University of Applied Sciences

Institut für Verfahrensentwicklung,

I. Schoenherr, Dipl.-Ing. Uwe Bartholomäus Torf- und Naturstoff-Forschung

Odborná přednáška II ♦ TU Liberec ♦ 13.-14. února 2014

1

Odtěžování skládek – Landfill mining

Obsah: 1. Úvod 2. Druhy odpadů/ Sběrné suroviny na skládce 3. Těžba a zpracovávání skládkovaného materiálu 3.1 Mechanická těžba a získávání 3.2 Biologické zpracování 3.3 Tepelné zpracování 3.4 Efektivita těžby sběrných surovin 4. Klimatické faktory 5. Hospodárnost 6. Závěr a shrnutí

2


1. Úvod

Vysoká škola Zittau/Görlitz iTN

Prof. Dr.-Ing. Jürgen I. Schoenherr

3

Odtěžování skládek – Landfill mining 1. Úvod Odpadové hospodářství:  Vznik odpadu  Sběr odpadu  Poskytnutí odpadu  Zpracování odpadu  Přeprava odpadu/meziuskladnění odpadu

Odpadová logistika

 Zhodnocení odpadu/ recyklace

 Odstranění odpadu  předběžné zpracování odpadu/úprava odpadu  skladování odpadu Dopady na kvalitu vnitřní dopady – odpadu biolog., mikrobiolog., chem. a fyzikální procesy na skládce na skládkách  vnější dopady na skládku a skládkovaný materiál  přímé a nepřímé politicko-administrativní požadavky: provoz/uzavření/stabilita/bezpečnost/dodatečná péče/ ….… Problémy:

 „nevyužitý, komplexní zdroj ekvivalentní ložisku“  „zpřístupněné“ sběrné suroviny (např. kovy, EBS, …)  nebezpečí: - pro životní prostředí a zdraví osob (hlavní emise: prosakující voda, skládkový plyn) 4

Odtěžování skládek – Landfill mining 1. Úvod Nekontrolované emise skládkového plynu u standardní skládky

[Relea, 2007]

5

Odtěžování skládek – Landfill mining 1. Úvod

Historický nástin v oblasti odtěžování skládek :  

  

V roce 1953 v Izraeli poprvé zdokumentovaná těžba „materiálu na zlepšení zeminy“ ze skládky domácího odpadu Od roku 1980, USA Odtěžování skládek za účelem zamezení emisí škodlivin/prosakující vody (zajištění) Od roku 1990, Rakousko pokusy o odtěžování, skládka „Spitzau“ a skládka „Fischer“, … 1993/94, Německo Demonstrační projekt, odtěžování skládky „Burghof/Horrheim“ Do roku 2009, celá Evropa Odtěžování 77 skládek, objem: 10–100 Tm3 =33%; 100-1.000 Tm3 =58%; > 1.000 Tm3 =9%

Důvody pro odtěžování skládek v EU do roku 2012:      

Ochrana podzemní vody (33%) Vytvoření/udržení objemu skládek (20%) Těžba sběrných surovin (13%) Interní skládková opatření (13%) Získávání ploch pro osídlení (12%) Zabránění vzniku následných a dodatečných nákladů(08%) [mod. nach Mocker et al., 2009]

6


Cíle v moderním odtěžování skládek („Landfill mining“):  Odstranění problémových skládek (netěsné, nouzové, divoké skládky)  Zabránění skládkovým emisím (plyn, prosakující voda, …)  Zabránění vzniku nákladů na následnou péči (kontrola, údržba, …)  Zachování zdrojů (zužitkování materiálových, surovinových a energetických zdrojů, těžba „kovů vzácných zemin“)  Posílení/Sanace starých skládek  Vytvoření nového objemu skládky bezpečného po dlouhou dobu  Vytvoření nových ploch k „neomezenému“ dalšímu/následnému využití  Ochrana klimatu (snížení emisí skládkového plynu, využití surovinových, materiálových a energetických zdrojů, těžba a a karbonizace oxidů Me)  Přeměna skládky:

„One-Way Landfill“ na „Circuiting Landfill“ nebo „Sustainable Landfill“

Bertram, 2012; Biedermann, 2012; Hrabčak, 2012, Handelsblatt, 2013 ]

7


[Cossu, 2005; Cossu, 2007; Greedy, 2010; Hrabčak, 2012]

8


2. Druhy odpadů/Sběrné suroviny na skládce



9

Odtěžování skládek – Landfill mining 2. Druhy odpadů/Sběrné suroviny

Realizované typy skládek (Rakousko, 1998-2007): • • • •

Skládky vykopaného materiálu Skládka stavební suti Skládka směsného materiálu (74 skládek, Σ 6,4 mil.t) * Skládka rozměrného odpadu (MSW, 35 skládek, Σ 25,5 mil.t) *

Složení skládkovaného materiálu (Rakousko, skl. > 50 Tm3): •

Skládka rozměrného odpadu:

•

Skládky směsného odpadu:

[Bernhard et al., 2011]

41% 16% 14% 11% 18% 47% 14% 14% 12%

domovní a nadměrný odpad vytěžený materiál zbytky ze Shredder a MBA struska, prach, popel ostatní vytěžený materiál struska, prach, popel struska z pecí, slévárenská suť kovová struska, popel, prach

13%

ostatní 10

Odtěžování skládek – Landfill mining 2. Druhy odpadů/Sběrné suroviny

Potenciál sběrných surovin ve skládkovaném materiálu  Sběrné suroviny(I): •

Kovy

 v součtu ≈ 4%  nejvyšší příjem z recyklace a prodeje  silně závislé na daném čase resp. trhu (např. vývoj ceny u Cu)  z toho 3,2%, tzn. 80% železný a ocelový šrot  z toho 0,8%, tzn. 20% barevné kovy (Cu, Al, …)

•

Minerály

 sběrné suroviny (fosfáty, oxidy Me, a organicko-minerální látky)  podíl 22-67%  silně kolísavý podíl  silně kolísavé složení minerálů  nižší kvalita díky složení a nezbytným organickým nečistotám  méně kvalitní použití zpracovaných, recyklovaných náhradních stavebních hmot ale dobré použití při stavbě skládky a sanaci skládky jakož i údržbě a péči, …)  „Kovy vzácných zemin“ (podíl: závislé na lokalitě < 1%)

[Goldmann, 2010; Hahn, 2010; Wiemer et al., 2009; Deylen, 1994; Hölzle, 2010b, Handelsblatt, 2013]

11

Odtěžování skládek – Landfill mining 2. Druhy odpadů/ Sběrné suroviny

Potenciál sběrných surovin ve skládkovaném materiálu:  Sběrné suroviny (II): •

•

Umělé hmoty a lehká pojiva  velmi heterogenní složení  vysoký stupeň znečištění  umělé hmoty: PO, PVC, duroplasty, …  vrstvené hmoty: umělá hmota s papírem a lepenkou umělé hmoty s textiliemi  průměrná výhřevnost smíšené frakce: 20 MJ/kg  hodnota: z hlediska hmoty  nízká z hlediska energie  vysoká Biogenní org. látky  silně nehomogenní tvar a kvalita  stupeň odbouratelnosti, který silně kolísá v čase a prostoru (zjištěno zhruba 50% pro skládkovaný materiál z let 1997-2007)  silné obohacení v hrubší jemné frakci (8-40 mm) s> 70%  papír, lepenky a dřevo zůstávají z větší části neodbourány  průměrná výhřevnost smíšené frakce: 10 MJ/kg [Goldmann, 2010; Hahn, 2010; Wiemer et al., 2009; Deylen, 1994; Hölzle, 2010b]

12

Odtěžování skládek – Landfill mining 2. Druhy odpadů / Sběrné suroviny

Potenciál sběrných surovin ve skládkovaném materiálu: Energie (I): (energetický obsah ve skládkovaném materiálu: průměrně 8,02 MJ/kg) •

Energetické suroviny (náhradní paliva - EBS) energetický obsah > 10 MJ/kg  v součtu 17-53% ve skládkovaném materiálu  z toho absolutně 7-26% umělých hmot (vysoce kalorická frakce)  z toho absolutně 10-27% biogenní organika, po provedeném odbourání a předběžné péči (biolog./mikrobiolog. odbourání pouze o cca 50% [n. Hahn, 2010])

[Goldmann, 2010; Hahn, 2010; Wiemer et al., 2009; Deylen, 1994; Hölzle, 2010b]

13


3. Těžba a zpracovávání skládkovaného materiálu



14

Odtěžování skládek – Landfill mining 3. Těžba a zpracovávání skládkovaného materiálu

Základní kroky při odtěžování skládek : 1. In-situ předběžné provětrání skládky  stabilizace zápachu  vysušení prolákliny

2. Vytvoření prolákliny uskladněného materiálu  těžba skládkovaného materiálu  předběžné třídění spec. druhů odpadů

3. Zpracování skládkovaného materiálu  přípravné procesy  mechanické třídící procesy  biologické/mikrobiologické procesy zpracování a třídění  procesy termické recyklace

4. Recyklace produktů

Mechan. Aufbereitung  Werkstoffl. Verwerten  Rohstoffl. Verwerten

 Verwertung

 EBS

 závodní a surovinová recyklace  energetická recyklace (EBS)  uskladnění zbytkového odpadu (s/bez předběžného zpracování) [Atv-Dvwk/Vks, 2002; Sievers, 1994; Hölzle, 2010a; Bernhard, 2011]

15

Odtěžování skládek – Landfill mining 3. Těžba a zpracovávání skládkovaného materiálu

Základní požadavky kladené na koncept postupu zpracovávání/recyklace skládkovaného materiálu:  Co nejjednodušší technologie zpracování

 Technologie, která je cenově výhodná z provozněekonomického hlediska  Dodržení ekologických kritérií

 Vysoká kvalita recyklovaných produktů,  recyklované produkty, které splňují požadavky trhu

16

3. 3.1

Těžba a zpracovávání skládkovaného materiálu Mechanické zpracování skládkovaného materiálu

1. Proces zpracování: prolákliny Cíle procesu:

Předběžné třídění při vytvoření

 předběžné odloučení sběrných surovin (kovy; látky s vysokým stupněm výhřevnosti)  odloučení hrubých a cizorodých látek  odloučení suchých a vlhkých/mokrých zón materiálu

Přístroje:  manuální protřídění materiálu a výběr na místě  cílené vedení/dohled nad odtěžením u těžebního přístroje  Bagr s lžící s mřížovaným dnem  Bagr s lžící s vibračním sítem  Bagr s hydraulickou lžící s rotačním sítem

17

3. 3.1


Přístroje: Předběžný třídič u těžebního přístroje

Mřížovaná lžíce (firma DeMartis)

Lžíce s mřížovaným dnem (firma Geel příslušenství ke stavebním strojům)

18

3. 3.1


2. Proces zpracování: Předřazené rozdrcení/Rozdrcení Cíle procesu:

 omezení maximální velikosti částic (rozdrcení)  nakypření materiálu  dispergování materiálu  interní nebo externí vysoušení materiálu (sušení)  vytvoření „schopnosti dobré manipulace“  tvorba vhodné velikosti kousků  rozklad hmoty

Přístroje:

 kladivový drtič  nárazový drtič  drtič s vačkovým bubnem  pomalu běžící „Shredder“  rotorové nůžky  nůžky na neskladný materiál  čelisťový drtič

19

3. 3.1


Přístroje: Předřazený drtič/Drtič Hrubý materiál

Kladivový drtič (schéma) Kladivo

Skluzný žlab

Můstek nože

Rošt

Rozdrcený materiál

20

3. 3.1


Přístroje: Předřazený drtič/Drtič Nárazový drtič (schéma)

Nárazové desky

Hrubý odpad

Nárazové lišty

Šířka štěrbiny

Rotor

Rozdrcený materiál

21

3. 3.1


Přístroje: Předřazený drtič/Drtič

Pomalu nebo rychle běžící řezací mlýn (schéma)

Hrubý materiál

Nůžky a ostří mezi překrývajícími se šrouby Rozdrcený odpad

22

3. 3.1


3. Proces zpracování:

Třídění (odlučování dle velikosti částic (odlišující znak))

Cíle procesu:  předběžné odloučení od hrubého materiálu (větší frakce)  předběžné odloučení od jemného/nejjemnějšího materiálu (částice procházející sítem)  tvorba tříděných frakcí (třídy velikostí kusů/frakce)  zajištění jakosti při drcení  tvorba produktů (produkt z cizorodých látek, produkt ze sběrných surovin) Přístroje:

 třídič se sítem  vodní třídič  vzdušný třídič

 zvláštní konstrukce

 vibrační síto, bubnové síto, síto s vlnami  vzdušný třídič, proud vzduchu vzhůru/příčný proud, vzdušný třídič, klikatý proud vzduchu  skříňové síto, prstové síto, tyčové síto s roštem,

23

3. 3.1


Klasifikace třídících přístrojů se sítem:

[Schubert, 1989] 24

3. 3.1



Třídění

Dělicí řezy/Třídy při zpracování u odtěžování skládkovaného materiálu Skládka Dělicí řez I Dělicí řez II Dělicí řez III

Nejjemnější podíl Obvyklé třídy:

[Hölzle, 2010a]

0-50 mm

Jemný podíl

Hrubý podíl

18-80 mm

50-X mm

25

3. 3.1


Přístroje: Třídič se sítem Prstové/Tyčové síto (fa. Zemmler, třídička)

Tyčová třídička (fa. Mogensen)

26

3. 3.1


Přístroje: Třídič se sítem

Bubnový třídič (schéma)

Bubnový třídič (fa. AMB)

27

3. 3.1


Přístroje: Třídiče se sítem

Mogensen Sizer (fa. Mogensen)

Kruhový vibrační třídič (schéma)

28

3. 3.1


Přístroje: Třídiče se sítem Vlnový třídič (fa. Neuenhauser MB) Vlnový třídič (schéma)

29

3. 3.1


Přístroje: Třídiče se zvláštní konstrukcí

Hvězdicovitý třídič (fa. Mack

Hvězdicovitý třídič/Roller/Disk Screen (schéma) Hvězdicovitý třídič (fa. HAAS drtiče dřeva a manipulační technika)

30

3. 3.1


4. Proces zpracování: Cíle procesu:

Odloučení tříděním

 odloučení/získání sběrné suroviny (výtěžek)  obohacení sběrné suroviny (kvalita produktu třídění)  tvorba směsí sběrných surovin (předstupeň) nebo produktů sběrných surovin (konečný stupeň)

Základní typy třídění: 1. Třídění podle charakteristických vlastností materiálu/vlastností látky  třídění podle materiálu 2. Třídění podle charakteristických vlastností produktu  třídění podle produktu

Základní odlišující znaky/Parametry třídění 1. Integrované odlišující znaky (podle součtových parametrů, např. hustota) 2. Singulární odlišující znaky (definované jednotlivé parametry, např. typ hmoty)

31

3. 3.1



Odloučení tříděním

Proces třídění

Odlišující znaky

Třídění dle hustoty

Hustota hmoty/materiálu, rychlost sedimentace, …

Flotace

Smáčenlivost (hydrofobie/hydrofilie) povrchu, …

Magnetické třídění (oddělení magnetem)

Magnetizovatelnost, magnetická susceptibilita, magnetická odolnost vůči rušení, …

Elektrické/Elektrostatické třídění

Vodivost objemu a povrchu, polarizace, dielektricita, dielektrická ztráta

Manuální třídění (ruční třídění)

Multisenzorické třídění podle ostatních znaků, např. tvar, barva, lesk, odraz, transparentnost, teplo hmoty, …

Senzorické třídění (automatické třídění)

Postupná senzorická identifikace obrazu, barvy, odrazu, transmise, absorpce rentgenových paprsků, emise světla, …

Tepelně způsobené třídění

Termické ztvrdnutí, termické změkčení, tepelná vodivost, tepelná kapacita paměti …

Ostatní fyzikálně způsobené třídění

Plasticita, pružnost, zachování tvaru, tvárnost, drsnost povrchu, … 32

3. 3.1


 Předpoklady při třídění ( vlivy): Úzká šířka tříd zrna (velikostí zrna): • Úzké třídy KG: Předběžné třídění Δx  min.

Úzká šířka tříd tvaru zrna: • Úzké třídy KF: Předběžné odloučení ΔΨA  min. (např. sedimentační třídění)

vS ,LG

Ojednocení:

vS1 ,SG vS2 ,SG vS ,SG 3

• Zabránění překrytí/vrstev na sobě, kontakty, …

Srovnání:



• Intenzita průtoku hmoty, obsah sběrných surovin, obsah cizorodé látky, …

např.

Max. rozklad látky/Rozdrcení : Max. rozdíl mezi odlišujícími znaky:

m  const. A  max. Δζ  max. 33

3. 3.1


4.1 Magnetické oddělení: Rozdělení hmoty podle magnet. vlastností: 

Silně zmagnetizované látky:  χ > 35 10-6 m3/kg  Magnetický odlučovač se slabým polem: Odlučovač se slabým polem H < 120 kA/m nebo 0,15 T  např: magnetit, …, železo, litina, nelegovaná, středně a nízko legovaná ocel, …



Středně zmagnetizované látky :

(χ = κ / ρ)

Odlišující rys: Magnet. susceptibilita

 χ = (7,5 … 35) 10-6 m3/kg  Magnetický odlučovač se středně silným polem: Magnetický odlučovač se silným polem H = 250 … 500 kA/m nebo 0,3 … 0,6 T  např.: martit, …



Slabě magnetické látky :  χ = (0,1 … 7,5) 10-6 m3/kg  Magnetický odlučovač se silným polem: Magnetický odlučovač se silným polem H = 500 … 2000 kA/m nebo 0,6 … 2,5 T při aktuálním použití supravodivých cívek: H = … 6,5 MA/m nebo … 8,0 T  Např.: mangan, titan, …, slitiny mědi, …



Nemagnetické látky:  χ < 0,1 10-6 m3/kg  Látky nelze odlučovat s v současnosti dostupnými magnetickými odlučovači se silným polem  Např.: křemenec, kalcit, …, hliník, měď, …

34

3. 3.1


Přístroje: Magnetický odlučovač Výkopový magnetický odlučovač (schéma)  a) Uspořádání napříč  b) Uspořádání „nad hlavou“  c) Uspořádání „před hlavou“

Odlišující znak: Magnet. susceptibilita

35

35

3. 3.1


Přístroje: Magnetický odlučovač Pásový dopravník s magnet. kladkou Vsázka: Skládkovaný materiál (schéma)

Odlišující znak: Magnet. susceptibilita Magnetická kladka

Dopravní pás Separátor

Železo a jiné magnetické produkty

Nemagnetické produkty 36

36

3. 3.1


4.2 Odlučování dle hustoty Třídění  odlučovaná podle velikosti zrn (vzduchové třídění)

Třídění  odlučování podle hustoty látky

Funkce/Přístroje: (vzduchový třídič) Vzduchový třídič na příčný proud - proudový vzduchový třídič (a) Vzduchový třídič s klikatým prouděním vzduchu (b) LG F

LG Odlišující znak: Velikost zrna / Hustota látky

F F

Legenda: A … vsázka vA … rychlost vsázky materiálu F … proud tekutiny/vzduchu LG … lehký materiál G … těžký materiál HS … hlavní proudění ZS … cirkulační proudění (turb. víření) Zvláštnost: Vzduchový třídič s klik. prouděním vzduchu - kombinace více třídičů - integrované spínání třídiče phalanx (vícestupňovité dočištění těžkého materiálu a lehkého materiálu) - vysoká kvalita odloučení - třídiče s protiproudem a příčným proudem - turbulentní výchoz materiálu (ZS) 37

3. 3.1


Přístroje: Vzduchový třídič s příčným prouděním

Odlišující znak: Velikost zrna / Hustota látky

38

3. 3.1


4.3 Odlučování vířivým proudem: Odlišující znak: Elektrická vodivost

Cíl procesu: • odloučení neželezných kovů např.: Al, Cu, … • odloučení vrstvených hmot, která obsahují neželezné kovy, např. Tetra Pak, … • pouze pro materiály, které neobsahují železo • pouze pro x > 1 cm

39

3. 3.1


4.4 Třídění podle ostatních fyzikálních odlišujících znaků:

Odlišující znaky: • Rozlišení podle plastičnosti/pružnosti (odloučení pružných a nepružných materiálů/produktů)

• Rozlišení podle tvaru (odloučení plošných (plochý, tvar listu, …) a látek/produktů ve tvaru tělesa (kulový, tvar krychle, tvar kvádru, …))

• Rozlišení podle drsnosti povrchu (odloučení látek/produktů s drsným a hladkým povrchem)

40

3. 3.1


Přístroje: Speciální třídič  Plast./elast. nebo plošný/krychlový třídič (lopatkový třídič, schéma)

Balistický třídič (fa. AMB)

Odlišující znak: Tvar Pružnost

41

3. 3.1


Přístroje: Speciální třídič  Třecí třídič/třídič na bázi valivého tření (např. třídič se šikmým pásem, - s/bez horního odsávání - s/bez spodního vakua - s/bez vibrace) Konstrukce: • podélný pásový odlučovač • příčný pásový odlučovač • talířový odlučovač • válcový odlučovač • bubnový odlučovač • kuželový odlučovač

Odlišující znak: Tvar Drsnost 42

3. 3.1


Přístroje: Speciální třídič  Vibrační třídič, kaskádový třídič, odlučovač kamenů (in-line) (konstrukce VibroSort Oelde) Použití:  NM (pryž, umělá hmota, minerály) – třídění neželezných kovů (Al, Cu)  vysoký stupeň přesnosti odlučování (κ) díky vícestupňovému Legenda: uspořádání a nastavení sklonu A … vsázka β1 β2 β4 β NE … neželezné kovy 3

NM … nekovový materiál βi … úhel sklonu, nastavitelný s: βi = const. nebo β1 < β2 < β3 < β4 Výkon: 8 … 10 t/h

Odlišující znak: Tvar Pružnost 43

3. 3.1


Přístroje: Speciální třídič  Třídič na bázi

valivého tření („kamenná past“, fa. Pigozzo)

Odlišující znak: Tvar Drsnost

44

3. 3.1


4.5 Manuální třídění Princip: a) Ruční třídění bez měřícího přístroje (třídění na třídícím pásu) b) Ruční třídění s měřícím přístrojem (polomanuální třídění) c) Automatické třídění (jednosenzorická nebo více/multisenzorická detekce a třídění)

Legenda: A … vsázka Si … produkty třídění 1, 2, … Me … měřící přístroj Dü … tryska se stlačeným vzduchem

45

3. 3.1


4.5 Ruční třídění

Dílčí procesy: 1. Zaměření se na daný produkt

2. Identifikace/Charakterizace produktu (jednosenzoricky nebo multisenzoricky)

3. Klasifikace produktu (zpracování měřených hodnot a zařazení do produktových tříd)

Detekce

(v určené oblasti/okně)

4. Odloučení/Odebrání cílového produktu (různými odlučovacími orgány, stlačený vzduch, klapky, beran, manipulátor, …)

46

3. 3.1


4.5.1 Ruční třídění ve stanicích ručního třídění (schéma) Odlišující znak: Organoleptický přístup k produktu/látce

Stanice ručního třídění, jeden pás Stanice ručního třídění, dva pásy

Spec. výkon: 200-300 kg/Akr 47

3. 3.1


4.5.2 Ruční třídění s měřícím přístrojem (schéma) (Delta portable XRF, fa. Delta, Woburn, MA, USA): Displej:

48

3. 3.1


4.5.3 Automatické třídění v třídícím automatu (schéma) Znaky detekce: • fyzikální vlastnosti • elektrostatické vlastnosti • infračervená spektroskopie • infračervená spektroskopie, krátké vlny • laserový impuls, termografie • identifikace obrazu nebo barev • UV identifikace markerů • ostatní identifikace markerů (např. transponder RF)

49

3. 3.1


Klasifikace (automatických) třídících přístrojů: (podle detekčních systémů / odlišující znaky)

 Fotometrické třídění  Odlišující znaky: Transmise UV/VIS/IR, odraz světla, absorpce světla resp. barva, …)  Použití: Kávová zrna, barevný živec, halit, anhydrit, kamenná sůl, diamant, dolomit, kalcit, mramor, mastek, živec, umělá hmota  Elektrické třídění  Odlišující znaky: Vodivost, dielektricita, …)  Použití : Železná ruda, titanová železná ruda, odlučování kov-nekov ve šrotařském průmyslu  Radiometrické třídění  Odlišující znaky: Přirozená a uměle vyvolaná radioaktivita, absorpce radioaktivního záření, …)  Použití : Uranová ruda a uměle obohacené rudy berylia, mědi, wolframu, zlata, antracitové uhlí,  Třídění podle kombinací vlastností  Multisenzorické třídění

50

3. 3.1


Přístroje: Single-senzorický třídící automat (schéma)

(Fa. RTT)

1-2 Rc-Products

51

3. 3.1


Přístroje: Multisenzorický třídící automat (schéma) (fa. RTT)

Feed color

Color Sensor

Dual nozzle ejection array

Fraction

Fraction

Mixed Plastics flow path

4 x Rc-products 

Fraction blue

Fraction color

Fraction clear

Product quality adjustable by user

52

3. 3.2

Těžba a zpracovávání skládkovaného materiálu Biologické zpracovávání skládkovaného materiálu

Cíle procesu aerobního* „biologického zpracovávání skládkovaného materiálu“ • Tvorba sběrných surovin (náhradní látka podobná zemině (kompost), dekontaminovaná náhradní látka zeminy, …) • Ochranná opatření pro jemný a nejjemnější materiál pro možnost uskladnění • Stabilizace zátěže plynoucí ze zápachu (dekontaminace odpadního vzduchu) • Stabilizace skládkovaného materiálu (vlhkost) díky sušení odvětráváním

(* nejsou prováděny anaerobní biologické procesy) [Bernhard et al., 2011]

53

3. 3.2

Těžba a zpracovávání skládkovaného materiálu Biologické zpracovávání skládkovaného materiálu

Metody biologického zpracovávání skládkovaného materiálu 1. Metoda Rotte on-site: 2. Větrání in-situ: 3. Filtr Rotte („Smell-Well“®): 4. Metoda „BioPuster“®:

54

3. 3.3

Těžba a zpracovávání skládkovaného materiálu Tepelné zpracovávání skládkovaného materiálu Cíle procesu „tepelného zpracovávání skládkovaného materiálu“ • Předběžná úprava tříděných frakcí k recyklaci:  optimální obsah vody (sušení)  hustota  snížený obsah škodlivin  vysoký stupeň výhřevnosti • Integrovaná energetická/tepelná recyklace tříděných produktů (EBS) z odtěžování skládek :  dřevo  umělé hmoty  papír  lehké obaly  … (sušení frakce s velkou výhřevností) • Energetická recyklace  elektrická energie/teplo

[Bernhard et al., 2011]

55

3. 3.4

Těžba a zpracovávání skládkovaného materiálu Efektivita těžby sběrných surovin

Efektivita těžby sběrných surovin: Efektivita těžby sběrných surovin z odtěžování skládek závisí v zásadě na: • fyzikálně-chemických vlastnostech skládkovaného materiálu (stáří skládky, stupeň proměny, složení skládkovaného materiálu, vnitřní/vnější vlivy, …) • dostupnosti technologie zpracování • efektivitě technologie zpracování (ekonomie, ekologie) Kvóta recyklace (výnos) sběrných surovin z odtěžování skládkovaného materiálu: • 85-95% zeminy a náhrada zeminy • 70-90% železné kovy a neželezné kovy • 50-75% umělé hmoty Kvalita (stupeň obohacení) sběrných surovin z odtěžování skládkovaného materiálu: • 90-95% zeminy a náhrada zeminy • 80-95% železné kovy a neželezné kovy • 70-90% umělé hmoty [Renosam, 2009; WRF Report, 1998]

56


4. Klimatické faktory



57

Odtěžování skládek – Landfill mining 4. Klimatické faktory 1. Snížení kumulativních nákladů na energii (KEA): Definice:

Soubor všech primárně energeticky hodnocených, přímých a nepřímých nákladů na energii až po tržní meziprodukt.

2. Snížení emisí hnacích plynů v domácnostech, relevantní pro klima (THG): Definice: Znázornění v ekvivalentních hodnotách CO2. Přitom jsou integrovaně a souhrnně zaznamenány hnací plyny v domácnosti - oxid uhličitý (CO2), metan (CH4), oxid dusný (N2O), fluoruhlovodíky obsahující vodu (HFC), perfluoruhlovodíky (PFC) a hexafluorid síry (SF6).

UBA-Ö, 2010]

58

Odtěžování skládek – Landfill mining 4. Klimatické faktory

Skládka A – specifické úspory KEH a THG:

%

(Maximální) procentuální úspory KEA a emisí THG

Specifické úspory KEA

Lehká frakce

Maximální specifické úspory emisí THG

Lehká frakce

Použité dřevo

Použité dřevo

Bernhard, 2011; UBA-Ö, 2010; GEMIS-A,Var. 4.5] kg na t meziproduktu kWh na t meziproduktu

59

Odtěžování skládek – Landfill mining 4. Klimatické faktory [t]

Skládka A – absolutní úspory KEH a THG:

Maximální absolutní úspory emisí THG

[GJ] Absolutní úspory KEA

(> 65 %) Lehká frakce Použité dřevo Použité dřevo

Základ pro výpočet

(> 75 %) Lehká frakce

[Bernhard et al., 2011; UBA-A, 2010; GEMIS-A,Var. 4.5] kWh na t meziproduktu

60


5. Hospodárnost



61

Odtěžování skládek – Landfill mining 5. Hospodárnost

Náklady - skládka v Hechingen (Německo, 2011):

62

Odtěžování skládek – Landfill mining 5. Hospodárnost

Náklady, skládka Reiskirchen (Německo,2011):

63


6. Závěr a shrnutí



64

Odtěžování skládek – Landfill mining 6. Závěr a shrnutí

*)

1. Aspekt ochrany klimatu: 1.Vysoké absolutní úspory KEH od cca 1 mil. GJ do cca 3 mil. GJ pro skládky od objemu 150.000 m3 do objemu 500.000 m3 2.Vysoké relativní úspory KEH v závislosti na sběrné surovině od 19 – 96% 3.Vysoké absolutní úspory THG od cca 100 kt do cca 300 kt ekvivalent CO2 pro skládky od objemu 150.000 m3 do objemu 500.000 m3 4.Vysoké relativní úspory THG v závislosti na sběrné surovině od 37 – 150%

65


*)

2. Aspekt hospodárnosti: V podstatě záporné až kladné „netto výnosy“ v odtěžování skládek / recyklaci skládkovaného materiálu

 Hodnocení

jednotlivého případu např. hodnoty z literatury:  skládka Reiskirchen (D):  skládka Hechingen (D):

- 70 až + 7 €/m3 - 58 až + 43 €/m3

66


*)

Rozhodovací kritéria v oblasti hospodárnosti: 1. S rostoucím organickým podílem klesá výnos (vysoké náklady na zpracování, cca 50-100 €/m3) 2. S rostoucím podílem železného šrotu roste výnos (kladný od 10%) 3. S rostoucím podílem šrotu Cu a Al roste výnos (BEP u obsahu mědi > 0,4% a obsahu hliníku > 1,75%) 4. S rostoucím podílem Ni (intenzivní z hlediska výnosů) roste výnos (BEP pro Ni u obsahu > 0,08%) 5. Obsah u „vzácných zemin“ > 1% je považován za využitelný z hlediska provozní ekonomie 6. S rostoucími tržními cenami kovů rostou jejich výnosy (BEP u pětinásobné tržní ceny za Fe (má být: 550 €/t) a u trojnásobné tržní ceny za Cu (má být: 19.000 €/t)) 7. Odtěžování skládek vynese 50 – 70 % nové kapacity ukládání na skládce

67


*)

3. Ostatní, hodnotitelné efekty: (rozhodnutí v jednotlivém případě):

1. Získání prostoru pro skládku (kapacita skládky) 2. Zesílení/Dlouhodobé zajištění utěsnění základny/povrchu u problémových skládek 3. Získání užitkové půdy/stavebního pozemku 4. Zabránění nákladů spojených s následnou péčí 5. Zabránění nákladů spojených s monitoringem 6. Zabránění vzniku sekundárních emisí škodlivin (vzduch, voda, …) 7. Sanace starých skládek (staré usazeniny) 8. Získání speciálních zdrojů látek (např. kovy, umělé hmoty, vzácné zeminy, silikáty, minerály, kompost, EBS, EBauS, … a energie) 9. Realizace financovaných opatření na ochranu klimatu (snížení THG, KEH, karbonizace CO2 jako trvalý trend, … 10. Založení skládky nového typu: „Circulating Landfill“ 11. Využití aktuálně vyhlášených podpůrných dotačních akcí (stát, EU)

68


Děkuji za Vaši pozornost ! Dotazy směřovat na: Prof. Dr.-Ing. Jürgen I. Schoenherr Tel.: +49-3683-612304, Fax: 612300 E-Mail: [email protected] Vysoká škola Zittau/Görlitz iTN

iTN – Institut für Verfahrensentwicklung, Torf- und Naturstoff-Forschung Zittau, c/o Hochschule Zittau/Görlitz, Th.-Körner Allee 16, D-02763 Zittau Prof. Dr.-Ing. Jürgen I. Schoenherr

69

Odtěžování skládek možnosti těžby a zpracovávání skládkovaného materiálu Prof. Dr.-Ing. Jürgen I. Schoenherr, Dipl.-Ing

Recommend Documents