Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav aplikované a krajinné ekologie
Technologie nakládání s biologicky rozloţitelnými odpady Bakalářská práce
Vedoucí práce: Bc. Ing. Dana Adamcová, Ph.D.
Vypracovala: Lenka Urbánková
Brno 2014
Čestné prohlášení Prohlašuji, ţe jsem práci: Technologie nakládání s biologicky rozloţitelnými odpady vypracovala samostatně a veškeré pouţité prameny a informace uvádím v seznamu pouţité literatury. Souhlasím, aby moje práce byla zveřejněna v souladu s § 47b zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách ve znění pozdějších předpisŧ a v souladu s platnou Směrnicí o zveřejňování vysokoškolských závěrečných prací. Jsem si vědoma, ţe se na moji práci vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., autorský zákon, a ţe Mendelova univerzita v Brně má právo na uzavření licenční smlouvy a uţití této práce jako školního díla podle § 60 odst. 1 autorského zákona. Dále se zavazuji, ţe před sepsáním licenční smlouvy o vyuţití díla jinou osobou (subjektem) si vyţádám písemné stanovisko univerzity, ţe předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity, a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladŧ spojených se vznikem díla, a to aţ do jejich skutečné výše. V Brně dne:………………………..
…………………………………………………. podpis
Poděkování Především bych chtěla poděkovat vedoucí své práce Bc. Ing. Daně Adamcové, Ph.D. za odborné vedení, opravy a připomínky, kterými mi pomáhala při psaní mé bakalářské práce a Ing. Michaele Kuchaříkové za poskytnuté informace.
ABSTRAKT Bakalářská práce popisuje problematiku biologicky rozloţitelných odpadŧ a zpŧsoby jakými se s nimi nakládá. Jsou zde popsány moţnosti jejich druhotného vyuţití a to přeměnou na kompost nebo na některou z forem energie. Více rozepsána je kapitola, týkající se procesu kompostování, protoţe to je nejrozšířenější aerobní zpŧsob zpracování biologicky rozloţitelných odpadŧ. Pro vysvětlení na příkladu z praxe byla vybrána Centrální kompostárna Brno. Kompostárna funguje od roku 2007, její současná kapacita je 70 000.103kg bioodpadu a nachází se v areálu v Brně – Modřicích. Vyuţívá technologii kompostování s nuceným provzdušňováním a napomáhá tak návratu organické hmoty do koloběhu látek v přírodě. Výstupními produkty kompostování jsou organická hnojiva Černý drak, Zelený drak a substrát Šedý drak. Klíčová slova: kompost, kompostárna, bioodpad.
ABSTRACT Bachelor thesis describes the issue of biodegradable waste and the way it is treated. There is also described the possibility of secondary use and converting biodegradable waste into compost or some form of energy. The section focused on the composting process is more fully described, because it is the most widely used method of aerobic treatment of biodegradable waste. For an explanation The Central Composting Brno was chosen as an example of the practice. Composting works since 2007, its current capacity is 70 000.103 kg of bio waste and is located in the Brno - Modřice. It uses the technology with forced aeration and helps to return organic matter to the cycle of matter in nature. The output products are composted organic fertilizers Black Dragon, Green Dragon, and substrate Gray Dragon.
Key words: compost, composting, bio waste.
OBSAH 1 ÚVOD ............................................................................................................................ 8 2 CÍL ................................................................................................................................. 9 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED ............................................................................................. 10 3.1 Základní pojmy ..................................................................................................... 10 3.2 Legislativa ............................................................................................................. 12 3.2.1 Zákony ............................................................................................................ 12 3.2.2 Vyhlášky ......................................................................................................... 12 3.2.3 Nařízení vlády ................................................................................................ 13 3.2.4 Normy ............................................................................................................. 13 3.2.5 Předpisy Evropské unie .................................................................................. 13 3.3 Charakteristika BRO ............................................................................................. 14 3.3.1 Druhy BRO ..................................................................................................... 14 3.4 Statistika BRO ....................................................................................................... 19 3.5 Nakládání s BRO................................................................................................... 21 3.5.1 Spalování ........................................................................................................ 21 3.5.2 Zplynování ...................................................................................................... 21 3.5.3 Biologické sušení............................................................................................ 22 3.5.4 Výroba bioplynu ............................................................................................. 22 3.5.5 Kompostování................................................................................................. 22 4 MATERIÁL A METODIKA....................................................................................... 23 4.1 Kompostování ....................................................................................................... 23 4.1.1 Optimální podmínky pro kompostování ......................................................... 23 4.1.2 Fáze procesu kompostování ........................................................................... 24 4.1.3 Zpŧsoby kompostování .................................................................................. 25 5 VÝSLEDKY A DISKUZE .......................................................................................... 28 5.1 Centrální kompostárna Brno ................................................................................. 28
5.1.1 Příjem odpadŧ ................................................................................................. 29 5.1.2 Technologické operace na CKB ..................................................................... 29 5.1.3 Výstupní produkty .......................................................................................... 31 5.1.4 Vodní hospodaření na CKB............................................................................ 32 6 ZÁVĚR ........................................................................................................................ 33 7 PŘEHLED POUŢITÉ LITERATURY ........................................................................ 34 8 SEZNAM OBRÁZKŦ ................................................................................................. 36 9 SEZNAM ZKRATEK ................................................................................................. 36 10 SEZNAM PŘÍLOH.................................................................................................... 38
1 ÚVOD Biologicky rozloţitelný odpad je nejstarším druhem lidstvem produkovaného odpadu. Tvoří jej organické látky, které jsou v přírodě rozloţitelné, a je vhodný k vyuţití jako druhotná surovina, šetrná k ţivotnímu prostředí. Proto je dŧleţité podporovat výzkum technologií zpracování těchto druhŧ odpadŧ, aby bylo omezeno jejich mnoţství ukládané na skládky a bylo moţné je vyuţít jako náhradu za neobnovitelné zdroje energie (ropa, zemní plyn, uhlí). Biologicky rozloţitelné odpady zahrnují odpady ze zemědělské výroby, z potravinářství, z ţivočišné výroby, z domácností i z čistíren odpadních vod. V této práci jsou popsány rŧzné moţnosti nakládání s biologicky rozloţitelným odpadem a jeho vyuţití. Jedním ze zpŧsobŧ je zpracování anaerobní digescí na bioplynových stanicích nebo kompostování, především v prŧmyslových kompostárnách. Proto je tato práce zaměřena především na proces kompostování a popis tohoto postupu na příkladu z praxe, pro nějţ byla vybrána Centrální kompostárna Brno.
8
2 CÍL Cílem bakalářské praxe je popis problematiky biologicky rozloţitelných odpadŧ, zpŧsobŧ jejich vyuţívání a nakládání s nimi. V teoretické části je více rozvedena kapitola o vyuţívání odpadŧ ze ţivočišné výroby a to vzhledem ke studovanému oboru zootechnika. Dále je rozvedena kapitola věnovaná procesu kompostování a praktická část se týká příkladu kompostování v praxi, pro nějţ byla vybrána Centrální kompostárna v Brně - Černovicích.
9
3 LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Základní pojmy Tato kapitola je věnována výčtu nejdŧleţitějších pojmŧ, pouţívaných v dané problematice a jejich charakteristice.
Odpad Odpadem se rozumí kaţdá movitá věc, které se osoba zbavuje nebo má úmysl či povinnost se jí zbavit a náleţí do některé ze skupin odpadŧ uvedených v příloze č. 1 zákona č. 185/2001 Sb., o odpadech, ve znění pozdějších předpisŧ. (www.mzpcr.cz) Biologicky rozloţitelný odpad (dále jen BRO) Za biologicky rozloţitelný odpad se povaţuje jakýkoli odpad, který podléhá aerobnímu nebo anaerobnímu rozkladu. (www.eagri.cz) Biologicky rozloţitelný komunální odpad (BRKO) Biologicky rozloţitelným komunálním odpadem se rozumí ta část komunálního odpadu, která podléhá aerobnímu nebo anaerobnímu rozkladu. (ALTMANN a kol., 2010) Patří sem nejen biologicky rozloţitelná část obsaţená v komunálním odpadu (tj. odpad z činnosti fyzických osob, jehoţ pŧvodcem je obec), ale i odpad z údrţby veřejné zeleně. Do biologicky rozloţitelného komunálního odpadu náleţí také odpady z papíru a lepenky. (www.eagri.cz) Nakládání s odpady Znamená jejich shromaţďování, soustřeďování, sběr, výkup, třídění, přepravu a dopravu, skladování, úpravu, vyuţívání a odstraňování. (FILIP, 2002) Úprava odpadů Kaţdá činnost, která vede ke změně chemických, biologických nebo fyzikálních vlastností odpadŧ (včetně jejich třídění) za účelem umoţnění nebo usnadnění jejich přepravy, vyuţití, odstraňování nebo za účelem sníţení jejich objemu, popřípadě omezení jejich nebezpečných vlastností. (FILIP, 2002) 10
Aerobní rozklad Sníţení čisté energetické hladiny organické hmoty pomocí aerobních mikroorganismŧ. (ALTMANN a kol., 2010) Anaerobní digesce Anaerobní digesce je řízený a kontrolovaný mikrobiální mezofilní nebo termofilní rozklad organických látek bez přístupu vzduchu v zařízení bioplynové stanice za vzniku bioplynu a digestátu. Termín anaerobní digesce má několik synonym, která se zcela nebo zčásti překrývají: výroba bioplynu, anaerobní fermentace, anaerobní stabilizace, anaerobní vyhnívání. (ALTMANN a kol., 2010)
Bioplyn Bioplyn je směs metanu, oxidu uhličitého, dusíku, vodíku, a dalších plynŧ, vzniklá anaerobním zpracováním biologicky rozloţitelných materiálŧ, které jsou schopny hoření. (ALTMANN a kol., 2010) Digestát (produkt anaerobní digesce) Digestát je stabilizovaný výstup z anaerobního zpracování biologicky rozloţitelných materiálŧ. (ALTMANN a kol., 2010) Centrální kompostování Centrálním kompostováním se rozumí kompostování biologicky rozloţitelných odpadŧ v zařízení určeném pro zpracování odpadŧ a takto schváleném příslušným orgánem státní správy, které bývá běţně označováno jako „prŧmyslová kompostárna. (ALTMANN a kol., 2010)
Kompost Kompostem je stabilizovaný výstup z aerobního zpracování biologicky rozloţitelných materiálŧ, určený pro udrţení nebo zlepšení vlastností pŧdy. (FILIP, 2002)
11
3.2 Legislativa Zpracování a vyuţívání BRO se řídí řadou vyhlášek, zákonŧ, norem a nařízení, které jsou uvedeny v následující kapitole. 3.2.1 Zákony Hlavní právním předpisem, upravujícím prostředí biologicky rozloţitelných odpadŧ, je zákon č. 185/2001 Sb., o odpadech, ve znění pozdějších předpisŧ, ve kterém jsou vymezena pravidla pro předcházení vzniku odpadŧ a pro nakládání s nimi v souladu s ochranou ţivotního prostředí, ochranou zdraví člověka a trvale udrţitelného rozvoje. Dalším zákonem je zákon č. 477/2001 Sb., o obalech, ve znění pozdějších předpisŧ, jehoţ účelem je rovněţ ochrana ţivotního prostředí prevencí vzniku odpadŧ z obalŧ, a to hlavně sniţováním objemu, hmotnosti a škodlivosti obalŧ a v nich obsaţených chemických látek. Zákon upravuje nakládání s veškerými obaly, které se v České republice (dále jen ČR) dostávají na trh a do oběhu a stanovuje povinnosti při nakládání s nimi. Posledním zákonem, upravujícím oblast biologicky rozloţitelných odpadŧ je zákon č. 156/1998 Sb., o hnojivech, ve znění pozdějších předpisŧ, který stanovuje podmínky pro vyuţívání hnojiv a jejich uvádění do oběhu. Mezi zahrnuté předměty patří hnojiva, statková hnojiva, pomocné rostlinné přípravky a substráty a pomocné pŧdní látky. Dále stanovuje podmínky pro agrochemické zkoušení zemědělských pŧd, zjišťování pŧdních vlastností lesních pozemkŧ a téţ i pŧsobnost orgánŧ odborného dozoru nad dodrţováním povinností stanovených tímto zákonem včetně oprávnění ukládat sankce. (www.mzpcr.cz) 3.2.2 Vyhlášky Vyhlášky jsou vydávané ministerstvem ţivotního prostředí a platí na základě jiţ zmiňovaných zákonŧ. K problematice se vztahuje vyhláška č. 341/2008 Sb., o podrobnostech nakládání s biologicky rozloţitelnými odpady, ve znění pozdějších předpisŧ, která zahrnuje i úpravu vyhlášky č. 294/2005 Sb., o podmínkách ukládání odpadŧ na skládky a jejich vyuţívání na povrchu terénu, ve znění pozdějších předpisŧ a změnu vyhlášky č. 383/2001 Sb., o podrobnostech nakládání s odpady, ve znění pozdějších předpisŧ. Dále vyhláška č. 381/2001 Sb., katalog odpadŧ, ve znění
12
pozdějších předpisŧ, stanovující Katalog odpadŧ, Seznam nebezpečných odpadŧ a seznamy odpadŧ a státŧ pro účely dovozu, vývozu a tranzitu odpadŧ. Poslední je vyhláška č. 382/2001 Sb., ve znění pozdějších předpisŧ, upravená vyhláškou č. 504/2001 Sb., o podmínkách pouţití upravených kalŧ na zemědělské pŧdy, ve znění pozdějších předpisŧ. (www.mzpcr.cz) 3.2.3 Nařízení vlády Nařízení vlády č. 197/2003 Sb., o Plánu odpadového hospodářství ČR je v souladu s právem Evropského společenství. (www.inisoft.cz)
3.2.4 Normy Přehled platných norem v oblasti BRO:
ČSN 83 8001 Názvosloví odpadŧ,
ČSN 83 8030 Skládkování odpadŧ – Základní podmínky pro navrhování a výstavbu,
ČSN 83 8032 Skládkování odpadŧ – Těsnění skládek,
ČSN 83 8033 Skládkování odpadŧ – Nakládání s prŧsakovými vodami,
ČSN 83 8034 Skládkování odpadŧ – Odplynění skládek,
ČSN EN 12255-8 Čistírny odpadních vod – Část 8: Kalové hospodářství,
ČSN 46 5735 Prŧmyslové komposty,
ČSN 77 0052 Obaly. Obalové odpady,
ČSN
EN
13432
Obaly
–
Poţadavky
na
obaly
vyuţitelné
ke kompostování a biodegradaci – Zkušební schéma a kritéria hodnocení pro konečné přijetí obalu,
ČSN EN 643 Seznam evropských standardních druhŧ sběrového papíru,
ČSN CR 13714 Charakterizace kalŧ – Nakládání s kaly ve vztahu k jejich vyuţití nebo ukládání. (www.mzpcr.cz)
3.2.5 Předpisy Evropské unie Předpisy Evropské unie zahrnují směrnici č. 1999/31/ES o skládkách odpadu, která dokládá povinnost omezení skládkování BRKO a dále nařízení Evropského parlamentu a rady č. 1774/2002, o hygienických pravidlech pro vedlejší produkty ţivočišného
13
pŧvodu, které nejsou určeny pro lidskou spotřebu, ve znění pozdějších předpisŧ. (www.mzpcr.cz)
3.3 Charakteristika BRO BRO je odpad, který podléhá aerobnímu nebo anaerobnímu rozkladu. Technologie jeho zpracování jsou rŧzné a stejně jako následné vyuţití, závisí na tom, o jaký druh odpadu se jedná. Aţ do 20. století se BRO vyuţíval především ke kompostování nebo při spalování k vytápění domácností, aţ později ve druhé polovině 20. století se začalo prosazovat vyuţití BRO jako náhrady za neobnovitelné zdroje energie (zemní plyn, ropa, uhlí). (KURAŠ, 2008) Velkou část BRO lze energeticky či materiálově vyuţít a je vhodné omezovat jejich ukládání na skládky, kde uvolňují skládkový plyn a jsou zdrojem škodlivých hydrolyzních produktŧ. Do této skupiny odpadŧ patří odpady ze zemědělské a lesnické produkce, ze zpracovatelského prŧmyslu, BRKO, čistírenské kaly a vedlejší ţivočišné produkty, které nejsou určeny pro lidskou spotřebu. (KURAŠ, 2008) Nejuţívanějším zpŧsobem zpracování BRO je kompostování nebo anaerobní digesce s cílem získání bioplynu. (ZEMÁNEK, 2010)
3.3.1 Druhy BRO Jednotlivé druhy BRO se liší jak svým pŧvodem, biologickými, chemickými a fyzikálními vlastnostmi, tak i moţnostmi jejich zpracování. Některé jsou hodnocené i podle jejich sezónnosti. Všechny tyto ukazatele ovlivňují zpŧsoby jejich konečného vyuţití. V následující kapitole je uvedeno rozdělení jednotlivých BRO podle pŧvodu jejich vzniku.
3.3.1.1 Odpady živočišného původu Mezi odpady z ţivočišné výroby patří kejda, chlévská mrva, močŧvka a hnojŧvka. Význam těchto odpadŧ spočívá v tom, ţe obsahují řadu cenných organických látek (lignin, celulóza, hemicelulóza, aminokyseliny, sacharidy, bílkoviny, atd.), minerálních 14
látek (P, K, N, Ca, Mg a mikroprvky), dále mikroorganismŧ a také rŧstové látky. Proto jsou zdrojem látek pro tvorbu pŧdního humusu a zvyšování zásob ţivin v pŧdě, čímţ se podílí na tvorbě pŧdní úrodnosti. Dodrţíme-li zásady správného skladování a ošetřování, mŧţeme je označovat za organická (stájová) hnojiva. (FILIP, 2002) Výkaly hospodářských zvířat obsahují poměrně velké mnoţství vody, pokud se její obsah nesníţí nasáváním do podestýlky, obsahuje 85 – 88% vody (vyjímka u drŧbeţe 75 – 80%), proto je nejuţívanějším zpŧsobem energetického vyuţití exkrementŧ fermentace, kterou získáme teplo (u aerobních kompostováním) nebo bioplyn. (JONÁŠ, PETŘÍKOVÁ, 1988) Chlévská mrva Je tvořená směs steliva, tuhých a tekutých výkalŧ hospodářských zvířat, ze které během dostatečné doby zrání (fermentaci) stává chlévský hnŧj. Nejefektivnějším zpŧsobem vyuţití, z hlediska agronomického i ekonomického, je přímá aplikace chlévské mrvy do pŧdy. Jiné zpŧsoby vyuţití (kompostování, anaerobní rozklad s výrobou bioplynu) jsou pracnější a nákladnější. (FILIP, 2002) Močůvka Močŧvku tvoří zkvašená moč zvířat, zředěná vodou. Protoţe obsahuje poměrně velké mnoţství dusíku a draslíku, je povaţována za hodnotné dusíkato-draselné hnojivo. Dusíkatou část tvoří převáţně močovina. Dále obsahuje malé mnoţství látek organických, například kyselinu hippurovou a močovou. Z rŧstových látek jsou zastoupeny především auxiny (mají charakter rostlinných hormonŧ). Mnoţství vyprodukované močŧvky závisí na druhu hospodářských zvířat, zpŧsobu napájení, krmení, ustájení. Skladuje se v jímkách nebo nádrţích aby během kvašení došlo k rozkladu škodlivých látek (organické kyseliny mohou nepříznivě pŧsobit na rostliny). Vyuţívá se k přímému hnojení zemědělských plodin, náročnějších na dusík a draslík (okopaniny, krmné plodiny), ale i k dalším plodinám (chmel, travní porosty). Lze ji aplikovat prakticky během celého roku. Dále se vyuţívá k provlhčování kompostŧ, popřípadě polních hnojišť. (ZEMÁNEK, 2010)
Hnojůvka Tekutina, vytékající z hnoje uloţeného na hnojišti po mineralizaci části organické hmoty. Od močŧvky se liší vyšším mnoţstvím mikrobŧ (kontaminace z hnoje). 15
Shromaţďuje se stejně jako močŧvka v jímkách a i její vyuţití je stejné. (ZEMÁNEK, 2010)
Kejda Kejda je tvořená směsí tekutých a tuhých výkalŧ hospodářských zvířat s podílem vody. Je získávána z bezstelivových provozŧ s vyuţitím ustájení na roštech a podle pŧvodu se dělí na kejdu prasat, skotu a drŧbeţe. Sloţení kejdy je odvislé od druhu chovaných zvířat, zpŧsobu krmení, napájení a skladování. Dusík obsaţený v kejdě je zde ve formě amoniakální (50-60%), nitrátové (10%) nebo organické (30-40%). Dále jsou zastoupeny makroprvky (P, K, Mg) vázané v organických sloučeninách a mikroprvky (Zn, Cu, Mo, Mn, Co). (FILIP, 2002) Nejdŧleţitějšími procesy, které ovlivňují kvalitu kejdy, jsou homogenizace a provzdušňování. Homogenizace zabraňuje nerovnoměrné aplikaci na pŧdy tím, ţe rozrušuje vrstvy tvořící se v jímkách a usnadňuje jejich vyprazdňování. Provzdušňování příznivě ovlivňuje rozvoj bakterií (mezofilních a termofilních) a dochází k odbourávání pachových látek a rozkladu látek škodlivých. (ZEMÁNEK, 2010) V současnosti nejrozšířenějším zpŧsobem vyuţití je hnojení zemědělských plodin. Dále ji lze pouţít k rekultivaci dŧlních výspek a sloţišť popele, při výrobě ţampionových substrátŧ, ke kompostování, anaerobním zpracováním k výrobě bioplynu, atd. (FILIP, 2002) 3.3.1.2 Odpady z rostlinné výroby Tato skupina odpadŧ zahrnuje slámu, zeleninové natě (řepný chřást, bramborovou nať, atd.), siláţní šťávy, listy dřevin, klestí z ovocných sadŧ, znehodnocená krmiva (seno, senáţe, siláţe, zelená píce), atd. Vyuţívají se nejčastěji ke zkrmování hospodářským zvířatŧm, ke kompostování, siláţování nebo přímému hnojení plodin. (Filip, 2002) Sláma Sloţení slámy závisí na druhu plodiny, hnojení či charakteru hnojiště. V ČR je nejvíce zastoupena sláma obilní, dále pak sláma luskovin, řepková či sláma víceletých pícnin. Asi 50% u nás vyprodukované slámy je vyuţíváno ke stlaní, zbytek tvoří sláma ke krmným účelŧm, především sláma z jařin, která se vyznačuje vyšší stravitelností nebo sláma pouţívaná k výrobě siláţí. U bezstelivových stání ji lze vyuţít k hnojení 16
nebo na farmách bez ţivočišné výroby k doplnění chybějících organických látek v pŧdě. (KOTOVICOVÁ a kol, 2004) Řepný chrást Jedná se o vedlejší produkt při sklizni bulev všech druhŧ řepy a jeho objem závisí na termínu i zpŧsobu sklizně. Lze jej vyuţít jak ke krmení hospodářským zvířatŧm, k hnojení, tak i ke kompostování. Ke zkrmování se vyuţívá buď přímo, nebo po konzervaci siláţováním, kdy je siláţován společně s cukrovarskými řízky. Pro hnojení je vyuţíván zejména pro pŧdy s deficitem organických látek, je zde rozřezán, rozmetán po pozemku a zaorán do pŧdy. Ke kompostování je pouţíván pouze zřídka, pokud znečištěn hlínou nebo jinak znehodnocen. (FILIP, 2002)
Bramborová nať Vzniká jako odpad po uzrání bramborových hlíz před jejich sklizením. Mnoţství natě závisí na zpŧsobu, termínu sklizně a odrŧdě. Vyuţívá se nejčastěji k zaorání do pŧdy, čímţ ji obohacuje o organické látky a ţiviny a ke kompostování. (KOTOVICOVÁ a kol., 2004)
3.3.1.3 Odpady z lesnictví Tyto odpady zahrnují produkci z těţby dřeva, z jeho zpracování, ale i odpady z úpravy lesních komunikací, alejí, okrasných lesoparkŧ, atd. Zpracovávají se kompostování, po úpravě ke zkrmování nebo pro výrobu energie. (FILIP, 2002) Listí Díky obsahu velkého mnoţství ţivin a organických látek, které ovlivňují jeho rozloţitelnost, je vhodným humusovým materiálem a je nejčastěji zpracováván kompostováním. K urychlení jeho rozladu je vhodné jeho nasekání či rozdrcení. (KOTOVICOVÁ a kol. 2004) Jehličí Stejně jako listí, obsahuje značné mnoţství látek, ovlivňujících jeho rozloţitelnost. Ta je dále odvislá i od druhu jehličí, nejrychleji je rozkládáno jehličí borové, nejpomaleji 17
jedlové. Nejčastější zpŧsob vyuţití je kompostování a nejvyuţívanějšími druhy jehličí jsou smrkové nebo borové. K urychlení kompostovacího procesu je jehličí smícháváno s mletým vápencem a ovlhčováno vodu a takto se ponechá asi jeden měsíc, během kterého
nabobtná
a
následně
je
přístupnější
pro
činnost
mikroorganismŧ.
(KOTOVICOVÁ a kol. 2004) Dřevní štěpky Dřevní štěpky jsou materiál, získaný drcením nebo sekáním větví, malých stromkŧ nebo kořenŧ, atd. Štěpky mohou tvořit aţ 40% z celkové dřevní hmoty a mají rŧzné sloţení. Pouţívají se k výrobě lesnických kompostŧ, ke spalování pro výrobu tepla, ohřevu vody nebo k výrobě dřevěného uhlí nebo plynu. (FILIP, 2002) Kůra Kŧra se nejčastěji vyuţívá ke kompostování, ale protoţe její přirozený mikrobiální rozklad je velmi pomalý, provádí se předfermentace, kdy je drcená kŧra prolévána kejdou nebo močŧvkou. Drcená kŧra mŧţe být také vyuţívána k údrţbě veřejné zeleně. (ZEMÁNEK, 2010)
Piliny Piliny mají poměrně nízký obsah dusíku, ale za to vyšší obsah pryskyřic a voskŧ, coţ zpomaluje jejich rozklad. Vyuţívají se ke kompostování jako nasávací materiál, protoţe dobře poutají roztoky ţivin a umoţňují pouţívat vyšší podíly odpadŧ a surovin tekuté povahy (kejda, močŧvka, kaly, apod.). (KOTOVICOVÁ a kol., 2004)
3.3.1.4 Odpady z potravinářského průmyslu Vyuţívají se nejčastěji v zemědělství ke krmení nebo hnojení a podle pŧvodu se dělí na 12 druhŧ:
odpady z mlynářského prŧmyslu – krmné mouky, klíčky, otruby,
odpady ze sladovnického prŧmyslu – sladový květ, splávky, zadina,
odpady z pivovarského prŧmyslu – pivovarské kvasnice a mláto, hořké kaly,
odpady ze škrobárenského prŧmyslu – bramborové zdrtky, odpadní vody,
odpady z lihovarnického prŧmyslu – lihovarské kaly, výpalky, odpadní vody, 18
odpady z cukrovarnického prŧmyslu – vyslazené řízky, melasa, kaly, odpadní vody, řepné kořínky a úlomky
odpady z tukového a olejářského prŧmyslu – pokrutiny, pokrutinové šroty, slupky,
odpady z vinařského prŧmyslu – semena, výlisky, kvasničné kaly, vinný kámen,
odpady z droţďárenského kvasného prŧmyslu – odpadní mycelium, odpadní droţdí a droţďárenské kvasnicové mléko,
odpady z mlékárenského prŧmyslu – syrovátka, mlékárenské kaly,
odpady z masného prŧmyslu – krev, kosti, rohovina, odpady z jatek a kafilerií,
odpady z konzervárenského prŧmyslu – zeleninová nať, výlisky, semena, bramborové slupky, odpadní vody. (FILIP, 2002)
3.3.1.5 Čistírenské kaly Jedná se o heterogenní suspenzi organických a anorganických látek odsazených z odpadních vod nebo vzniklých během technologických procesŧ čištění odpadních vod. Čistírenské kaly se liší podle velikosti a typu čistírny odpadních vod, ze které pocházejí. Dělí se na surové kaly nebo stabilizované kaly, které prošly procesem stabilizace (aerobní, anaerobní) a proto jiţ nepodléhají dalšímu biologickému rozkladu. Nejčastějším zpŧsobem stabilizace je anaerobní, během níţ vzniká jako vedlejší produkt bioplyn. Zpracovávají se několika zpŧsoby a to, zahušťováním, stabilizací (termická, biologická, chemická), odvodněním, desinfekcí. (KURAŠ, 2008) Nejběţnějším zpŧsobem vyuţití je kompostování s následným pouţitím ke hnojení či rekultivaci pŧd. (FILIP, 2002)
3.4 Statistika BRO V ČR bylo za rok 2012 vyprodukováno celkem 3 232 643.103 kg komunálního odpadu, z čehoţ BRO tvořil 1 505 699.103 kg, coţ představuje cca 47 % z celkového mnoţství komunálního odpadu. Objem BRO byl v roce 2012 niţší neţ v roce 2011, kdy představoval 1 645 704.103 kg z celkového mnoţství 3 357 877.103 kg komunálního odpadu. V tabulce č. 1 jsou uvedeny jednotlivé zpŧsoby nakládání s komunálním odpadem za roky 2010 – 2012. (www.czso.cz) 19
Tab. 1: Zpŧsoby nakládání s komunálním odpadem v letech 2010 – 2012. (www.czso.cz) Mnoţství v 103kg 2011 2 167 041 609 840 495 695 73 762
Technologie Skládkování Spalování Recyklace Kompostování
2010 2 161 801 497 101 451 765 75 724
2012 1 827 868 654 397 665 279 85 099
V následujícím obrázku (Obr. 1) je zobrazeno grafické znázornění procentického zastoupení zpŧsobŧ nakládání s komunálními odpady v roce 2012. Nejvíce zastoupenou technologií je skládkování, dále spalování odpadu (s vyuţitím tepla i bez vyuţití tepla), recyklace a nejméně vyuţívaným zpŧsobem zpracování je kompostování.
Obr. 1: Zpŧsoby nakládání s komunálními odpady v roce 2012 (www.czso.cz) Na obrázku (Obr. 2) je uvedeno grafické znázornění vývoje nakládání s komunálním odpadem od roku 2006 do roku 2012. Z grafu je patrné, ţe během posledních let se sniţují tendence k ukládání odpadu na skládky a naopak vzrŧstá zájem o recyklování či kompostování.
20
Obr. 2: Vývoj nakládání s komunálním odpadem v letech 2006-2012 (www.czso.cz)
3.5 Nakládání s BRO BRO obsahují rostlinné ţiviny a organickou hmotu, proto je moţné je po úpravě uvádět dále do přírodního koloběhu a to jako organické hnojivo. Pokud je zpracováván anaerobní digescí, získáme jako konečný produkt bioplyn a rovněţ organické hnojivo. (ZEMÁNEK, 2010) Mezi moţné zpŧsoby nakládání s BRO patří: spalování, zplynování, biologické sušení, výroba bioplynu a kompostování. 3.5.1 Spalování Pro spalování jsou vyuţívány druhy BRO s výhřevností vyšší neţ 7MJ.kg-1. Jsou také označovány jako energeticky vyuţitelné biomasy a patří k nim zbytky ze zemědělské prvovýroby (sláma olejnin a obilnin), lesní odpad, odpad z dřevařského a celulózopapírového prŧmyslu, komunální a zpracovatelské BRO. (ALTMANN a kol., 2010) 3.5.2 Zplynování Během tohoto procesu vzniká hořlavý plyn, který lze vyuţít jako palivo. Nevýhodou ovšem je, ţe toto palivo by nemělo být spalováno v klasických energetických jednotkách,
ale
bude
vyţadována
jejich
nezávadnost. (KURAŠ, 2008)
21
úprava,
zajišťující
environmentální
3.5.3 Biologické sušení Cílem je příprava paliva, tzv. suchého stabilizátu. Sušení probíhá v provzdušňovaných kontejnerech, kde je neovlhčený materiál neustále promícháván. (KURAŠ, 2008) Celý proces trvá týden, během něhoţ se pomocí mikroorganismŧ rozloţí snadno rozloţitelné látky. Ze stabilizátu se následně oddělí kovy, sklo a další anorganické látky. Konečný produkt se vyznačuje vysokou výhřevností a lze vyuţít jako alternativa k fosilním palivŧm. (TESAŘOVÁ, 2010) 3.5.4 Výroba bioplynu Zařízení pro výrobu bioplynu se nazývá bioplynová stanice. Tyto stanice pracují na principu anaerobní fermentace a výsledným produktem je tzv. digestát (stabilizovaný materiál), jenţ lze vyuţít jako hnojivo.(BAČÍK, 2006) Bioplyn vzniká během látkové výměny metanových bakterií, k níţ dochází během rozkladu organické hmoty těmito bakteriemi. (SCHULZ, EDER, 2004) Proces rozkladu organické hmoty probíhá pŧsobením čtyř druhŧ bakterií:
anaerobní bakterie – hydrolyzují makromolekulární organické látky (bílkoviny, uhlovodíky, celulóza, tuk) na nízkomolekulární sloučeniny (aminokyseliny, mastné kyseliny, voda, jednoduché cukry),
acidofilní bakterie – rozkládají hydrolyzované látky na organické kyseliny, oxid uhličitý, sulfan a amoniak,
octotvorné bakterie – vytváří acetáty, oxid uhličitý a vodu,
metanové bakterie – v alkalickém prostředí tvoří metan, oxid uhličitý a vodu. Tyto procesy probíhají u většiny bioplynových stanic vedle sebe, místně ani
časově neodděleny. (BAČÍK, 2006) 3.5.5 Kompostování Jedná se o biotechnologický proces, kdy mikroorganismy a bezobratlí ţivočichové přeměňují organické látky nejčastěji rozmělněním, mineralizací či humifikací. Cílem kompostování je: výroba kvalitního organického hnojiva, sníţení objemu a hmotnosti bioodpadŧ, sníţení aktivity a mnoţství patogenních mikroorganismŧ, parazitŧ a semen plevelŧ v kompostu. (TESAŘOVÁ, 2010) 22
4 MATERIÁL A METODIKA 4.1 Kompostování Kompostování je proces aerobního rozkladu organického odpadu. Kompost lze označit za nejstarší a nejpřirozenější prostředek pro zlepšování pŧdních vlastností a hnojení. 4.1.1 Optimální podmínky pro kompostování Proces kompostování je umoţněn pŧsobením mikroorganismŧ, které jsou v přírodě běţně zastoupeny, není tedy nutné je dodávat, ale musíme jim zajistit optimální podmínky pro ţivot (vlhkost, vzduch, přídavek pŧdy, tma, teplo, promíchání, sloţení výchozích materiálŧ). (KALINA, 2004)
Vlhkost Všechny ţivé organismy potřebují určité mnoţství vody v potravě. Při nedostatku vody zastavují mikroorganismy svoji činnost, ale při přílišné vlhkosti dochází k vzniku hnilobných procesŧ (v dŧsledku nedostatku vzduchu), proto je lepší zakládat spíše suchý neţ příliš vlhký kompost. Optimální vlhkost zjistíme orientační zkouškou hmatem. (PLÍVA a kol., 2009)
Vzduch Bakterie a houby spotřebovávají velké mnoţství kyslíku a to především v počáteční fázi rozkladu. Kompostovaný materiál musí být dostatečně kyprý, aby byl zajištěn stálý přístup vzduchu z vnějšku do středu kompostu. Obsah vzduchu v kompostu závisí na mnoţství strukturního materiálu (seno, sláma, piliny, kŧra, větvičky, atd.). Během rozkladu a rozpadu materiálu dochází k sesedání kompostu a tím k zamezení přístupu vzduchu do jeho středu, proto je nutné kompost pravidelně přehazovat nebo překopávat. (KALINA, 2004)
23
Sloţení výchozího materiálu Čím více rŧzných materiálŧ kompost obsahuje, tím je konečný produkt lepší. Zároveň je ale dŧleţité respektovat poměr C:N, který by měl optimálně být v rozmezí 20 – 30:1, aby byl rozklad rychlejší a ztráty ţivin co nejniţší. Obecně platí, ţe čím více dusíku materiál obsahuje, tím je zelenější, čerstvější a šťavnatější, naopak materiál tmavší a dřevnatější obsahuje více uhlíku. (KALINA, 2004) Přídavek půdy Přídavek pŧdy je nejstarším a nejuţívanějším krokem k získání kvalitního konečného produktu. Zajišťuje lepší rozklad, protoţe zlepšuje ţivotní podmínky mikroorganismŧ (váţe vodu a mŧţe ji předávat do okolí), dále poutá zápach a umoţňuje vznik stabilních částic. (KALINA, 2004) Promíchání Promíchání umoţňuje zásobování kompostu kyslíkem a zajišťuje homogenizaci suchého s vlhkým a jemného s hrubým, aby byly všude stejné podmínky pro rozklad. Na základě rŧzných podmínek rozkladu se vytváří jednotlivé zóny. Kompost je hotový tím dřív, čím častěji jej přehazujeme. (KALINA, 2004)
Tma a teplo Bakterie činné v kompostu pracují pouze při absolutní tmě a proto je vhodné kompost zakrýt. Pokrývka musí být propustná pro vzduch. Teplota materiálu na počátku by měla být 20-25°C. (KALINA, 2004) 4.1.2 Fáze procesu kompostování Kompostování zahrnuje tři fáze, během nichţ dochází postupně k provzdušňování a mineralizaci materiálu, dále k tvorbě humusového komplexu aţ ke vzniku zralého humusu. 4.1.2.1 Fáze rozkladu Tato fáze trvá asi 3 – 4 týdny a materiál je během ní intenzivně provzdušňován. Teplota stoupá na 50 – 70°C. bakterie a houby rozkládají snadno rozloţitelné sloučeniny (cukry, bílkoviny, škrob) na konečné produkty jako jsou např. amoniak, oxid uhličitý, 24
aminokyseliny, dusičnany a polysacharidy. Některé z ţivin vázaných v organické hmotě tak přechází do pŧvodní minerální formy. Proto je tato fáze nazývána téţ mineralizace. (KALINA, 2004)
4.1.2.2 Fáze přeměny Fáze přeměny nastupuje od 4. týdne a trvá přibliţně do 10. týdne. Teplota kompostu klesá na 40 – 450C a z mineralizovaných ţivin vzniká tzv. humusový komplex. Vznikající kompost je nahnědlé barvy, má drobtovitou strukturu a je cítit po lesní zemině. Z výţivářského hlediska je v tomto stádiu nejvýhodnější. (KALINA, 2004) 4.1.2.3 Fáze zralosti Kompost získává stále zemitější strukturu, jeho teplota klesá na teplotu okolí a zvyšuje se účinnost humusu. Probíhá přeměna ţivného humusu na humus trvalý. (KALINA, 2004)
4.1.3 Způsoby kompostování Následující kapitola popisuje rŧzné technologie vyuţívané ke kompostování. Jednotlivé postupy jsou si podobné, ale liší se pouze intenzitou probíhajících dějŧ, proto jsou při volbě technologie ve většině případŧ rozhodující ekonomická hlediska, zejména výše počátečních investic a následné provozní náklady. 4.1.3.1 Kompostování na volné ploše Kompostování na volné ploše, mŧţe probíhat dvěma zpŧsoby a to buď v plošných hromadách, nebo v pásových hromadách. Na volné ploše se kompostuje převáţně v tzv. polních podmínkách, na otevřeném prostoru. Zde je zapotřebí zpevněný a rovný povrch, splňující speciální poţadavky, na místě zakládky, většinou umístěné nedaleko vzniku odpadu. (PLÍVA a kol., 2009) Kompostování v plošných hromadách: Jedná se o nejstarší kompostovací technologii a to zejména proto, ţe dříve nebyla vhodná mechanizace k zakládání pásových hromad. Kompost se tvořil vrstvením 25
chlévské mrvy, slámy a dalších odpadŧ zavlaţovaných močŧvkou, dále se převrstvoval pluhem, který zapravoval horní vrstvu dolŧ. Po 2 – 3 letech, byla vzniklá plocha vyuţívána k pěstování krmných plodin nebo teplomilných zelenin, po sklizení těchto plodin se kompost rozvezl na další části pozemku. V současné době se kompostování v plošných hromadách vyuţívá především ve velkých kompostárnách, kde se zpracovává velké mnoţství BRO (zejména BRKO). Zakládá se do výšky 5m, překopává se speciálním překopávačem s pracovním ústrojím, pracujícím z boku kompostovací hromady a kompost je vrstven na vedlejší stanoviště. (PLÍVA a kol., 2009) Kompostování v pásových hromadách: Při tomto zpŧsobu kompostování jsou suroviny zakládány do pásových hromad trojúhelníkového nebo lichoběţníkového prŧřezu. Šířka pásu je 2 – 4 m a výška od 1 do 1,5 m. Trojúhelníkový profil hromady má tu výhodu, ţe je přirozeně provzdušňován, protoţe se zde uplatňuje komínový efekt, čímţ dochází k nepřetrţité výměně vzduchu. Nevýhodou je moţné narušení zakládky deštěm či větrnou erozí. Naopak u lichoběţníkového profilu je snadnější zavlaţování, udrţování tepla, je méně ovlivňován větrem nebo deštěm, ale je zde horší provzdušňování a proto je nutné častější překopávání. (ALTMANN a kol., 2010), (TESAŘOVÁ, 2010) Tato technologie je ideální pro řízené kompostování (také kontrolované mikrobiální kompostování nebo rychlokompostování) a je vhodná ke kompostování na kompostovišti nebo prŧmyslové kompostárně. (PLÍVA a kol., 2009)
4.1.3.2 Kompostování v uzavřeném (polozavřeném) zařízení Tento zpŧsob kompostování mŧţe mít statický nebo dynamický prŧběh. Pokud se jedná o zpŧsob statický, jde o kompostování v boxech. Dynamický zpŧsob kompostovnání v uzavřených nebo polozavřených zařízeních má cyklický nebo kontinuální prŧběh materiálu, který je současně provzdušňován. Provádí se v objemných bioreaktorech, které mají tvar věţí nebo bubnŧ. Kompostování v bioreaktorech: Pouţívané bioreaktory mají výšku cca 7 m, plní se shora a na jejich dně se nachází provzdušňovací zařízení. Bubny se pomalu otáčí, takţe vzduch je zde 26
kontinuálně obměňován a plynné zplodiny jsou odváděny ven. Mikrobiální rozklad organických látek trvá přibliţně 2 aţ 7 dní. (TESAŘOVÁ, 2010) Kompostování v boxech: Tento zpŧsob kompostování je vhodné zejména tam, kde není dostatek prostoru nebo kde je menší mnoţství surovin ke kompostování. Suroviny by neměly být ve sběrných zásobnících déle neţ dva měsíce, proto musí být vhodně zvolena velikost boxu, který by při zaloţení kompostu měl být plný. Během procesu kompostování je třeba dbát na správnou výměnu vzduchu a přiměřenou vlhkost. Přibliţně po dvou měsících by měl být kompost přehozen do jiného boxu. (KALINA, 2004) 4.1.3.3 Kompostování ve vacích Při tomto postupu se v podstatě jedná o kompostování na volné ploše v pásových hromadách, ale materiál je uloţen a uzavřen v plastových vacích. Vaky jsou plněny pomocí speciálních zařízení a před naplněním je materiál dŧkladně promíchán a homogenizován. Vaky jsou umísťovány na zpevněnou plochu a kompost se z nich vyjímá za 6 aţ 8 týdnŧ. U kompostování ve vacích odpadá nutnost překopávat materiál, proudění vzduchu je zajištěno vsunutím plastové hadice napojené na ventilátor. Délka vaku je 60 m a prŧměr 1,5 – 3 m. (PLÍVA a kol., 2009) 4.1.3.4 Vermikompostování Jedná se o zpŧsob vzniku kompostu s vyuţitím ţíţal pro přeměnu kompostovaných látek. Takto vzniklý kompost je nazýván vermikompost nebo biohumus, jehoţ předostmi jsou vysoký obsah mikroorganismŧ a značná vodní kapacita, coţ příznivě ovlivňuje ţivotní funkce rostlin. (KALINA, 2004) Pro správný prŧběh kompostování je nutné zajistit optimální podmínky pro ţivot ţíţal (vlhkost, teplota, pH, atd.). Ţíţaly jsou schopné ve svém trávicím traktu přeměňovat organické látky. Dospělá ţíţala zkonzumuje tolik krmiva, kolik sám váţí, z čehoţ 60% jde na výrobu humusu a 40% na jeho vlastní metabolismus. Vermikompost je povaţován za neúčinnější organické hnojivo. (MALAŤÁK, VACULÍK, 2008)
27
5 VÝSLEDKY A DISKUZE V této kapitole je proces kompostování vysvětlen na příkladu z praxe, pro nějţ byla vybrána Centrální kompostárna v Brně. Jsou zde uvedeny přijímané odpady, pouţívané postupy, zařízení vyuţívané pro zpracování odpadŧ a výstupní produkty.
5.1 Centrální kompostárna Brno CKB se nachází v Brně – Modřicích na území bývalé Černovické skládky. Uvedena do provozu byla v roce 2007 a při její výstavbě bylo pŧvodním vlastníkem město Brno. Od roku 2009 je jediným majitelem i provozovatelem společnost SITA CZ. Stavba kompostárny trvala dva a pŧl roku. CKB se rozkládá na ploše 1,8 ha a je to kompostárna s největší kapacitou v ČR, její celková schválená kapacita činí 70 000.103kg odpadu. Kromě kompostování a výroby hnojiv je zde povoleno i zpracování dřevní hmoty (např. na výrobu paliva). Na následujícím obrázku (Obr. 3) je uvedena mapa areálu CKB. (KUCHAŘÍKOVÁ 2014, upr. URBÁNKOVÁ, 2014)
Obr. 3: Mapa areálu Centrální kompostárny Brno. (URBÁNKOVÁ, 2014)
28
5.1.1 Příjem odpadů Na CKB se dováţí odpady z Brna i okolí s vyjímkou odpadŧ ţivočišného pŧvodu, pro které kompostárna není v současné době schopna plnit legislativní podmínky a dosáhnout potřebné hygienizace. Přijímány jsou odpady z firem zabývajících se údrţbou veřejné zeleně (zahrady, parky, sady), od stavebních firem (zemina), obchodních řetězcŧ (ovoce, zelenina, pečivo) a separovaný sběr BRKO z domácností. Pro výrobu kvalitních konečných produktŧ je dŧleţité přijímat pouze kvalitní vstupní suroviny. Na CKB mohou dováţet svoje odpady jak rŧzné firmy, tak i běţní občané. Dodavatelé jsou buď smluvně zavázaní, potom dodávají při přejímce odpadu tzv. předávací list, kde jsou uvedeny informace o odpadu (pŧvodce, dopravce, druh odpadu, vznik odpadu, atd.) nebo smlouvu s CKB nemají, dodávají informace o odpadu pouze ústně a dostanou doklad, který plní zároveň i funkci účetního lístku protoţe je na něm cena přejímaného odpadu. Ihned po příjezdu na kompostárnu je odpad zváţen a pracovník kompostárny má moţnost zhodnotit dováţený odpad senzoricky (jsou zde přítomny kamery). Pokud, dovezený odpad neodpovídá údajŧm v dokladech, musí dodavatel nebo přímo pŧvodce tohoto odpadu zaplatit vyšší částku nebo odpad přetřídit. (KUCHAŘÍKOVÁ 2014, upr. URBÁNKOVÁ, 2014) 5.1.2 Technologické operace na CKB V následující kapitole je popsána cesta odpadu na CKB od přijetí po konečný výstupní produkt. Dovezený odpad je třeba nejprve náleţitě zpracovat. 5.1.2.1 Drcení a třídění odpadu K drcení je vyuţíván rychloběţný drtič Doppstadt AK 430 Profi, vybavený magnetickým separátorem, coţ je výhodou při drcení palet, protoţe je moţné odstranit hřebíky a kousky ţeleza. Po rozdrcení je získaný materiál vhodný k prodeji pro energetické vyuţití nebo k zapracování do kompostu. Pro třídění odpadu je vyuţíván rotační třídič Doppstadt SM 518, uvnitř kterého je umístěna spirála, unášející materiál k bubnovému sítu. Síto funguje zároveň i jako
29
homogenizér.
Výkon
drtiče
je 15 - 20.103kg/hod.
(KUCHAŘÍKOVÁ,
2014,
upr. URBÁNKOVÁ, 2014), (www.sita.cz) Výše popsaná zařízení jsou uvedena na následujících obrázcích (Obr. 4, obr. 5).
Obr. 4: Rychloběţný drtič Doppstadt AK 430 Profi. (URBÁNKOVÁ, 2014)
Obr. 5: Rotační třídič Doppstadt SM 518. (URBÁNKOVÁ, 2014)
5.1.2.2 Homogenizace odpadu Základem dobrého a kvalitního kompostu je dobrá receptura a dokonalá homogenizace. CKB vyuţívá homogenizér značky Seko Samuraj a jedná se o míchací vŧz, ve kterém se nachází čtyři protiběţné šneky s hroty, které míchají a drtí materiál. Zmíněný homogenizér je uveden na obr. 6. (KUCHAŘÍKOVÁ, 2014, upr. URBÁNKOVÁ, 2014), (www.sita.cz)
30
Obr. 6: Homogenizér Seko Samuraj. (URBÁNKOVÁ, 2014) 5.1.2.3 Kompostování Po homogenizaci je materiál zaloţen do krechtu ke kompostování. Ke kompostování se vyuţívá technologie, kdy kaţdý z krechtŧ má samostatnou ventilaci a perforované dno, propustné pro vzduch. Krechty mají rozměry 6×36 m (viz Obr. 10) a je jich celkem 12. Kompostová zakládka je do nich zakládána ve tvaru lichoběţníku. Materiál je provzdušňován zejména u čerstvě zaloţených kompostŧ, aby byl proces správně nastartován a došlo k urychlení rozkladu. Provzdušňuje se podle potřeby dvě aţ tři hodiny denně. „Horká” fáze (50 - 60°C) trvá asi 14 dní a poté teplota klesá. Následuje překopávka, která probíhá tak, ţe se materiál z jednoho krechtu přesouvá do druhého. Lze sloučit dvě zakládky, protoţe materiál během procesu ztrácí cca 30% svého objemu. Poslední fází kompostování je opětovné třídění a homogenizace kompostu na sítě Doppstadt s velikostí oka 0,024 m nebo 0,004 m. Přesátá frakce je potom kompostem a nepřesátá se vrací zpět do procesu kompostování. (PUNČOCHÁŘ 2014, upr. URBÁNKOVÁ, 2014) 5.1.3 Výstupní produkty Výslednými produkty jsou tři certifikovaná hnojiva, rekultivační komposty nebo dřevní štěpky. Hnojiva jsou registrovaná Ústředním kontrolním a zkušebním ústavem zemědělským. Kaţdá vyrobená šarţe musí být podrobena analýze příslušnou kontrolní
31
laboratoří a nesmí být starší neţ jeden rok. (KUCHAŘÍKOVÁ 2014, upr. URBÁNKOVÁ, 2014) Kompost Zelený drak Toto hnojivo je nejkvalitnějším ze všech tří produktŧ, protoţe je vyráběn pouze ze zeleného rostlinného odpadu a štěpky. Tento kompost se vyuţívá v zahradnictví, při zakládání zelených ploch, k výsadbě ovocných i okrasných stromŧ a pro zlepšení pŧdních vlastností. Fotografie je uvedena v příloze na obr. 8. (PUNČOCHÁŘ, 2014, upr. URBÁNKOVÁ, 2014) Kompost Černý drak V tomto druhu kompostu je přípustné malé procento kalŧ z čistíren odpadních vod, proto je méně kvalitní neţ předcházející produkt a má tmavší barvu (viz Obr. 9). Vyuţívá se především k hnojení zahrad a k rekultivacím. (PUNČOCHÁŘ, 2014, upr. URBÁNKOVÁ, 2014) Substrát Šedý drak Substrát se od jiţ zmíněných hnojiv liší tím, ţe vzniká smísením kompostu a zeminy (popř. písku). Je tudíţ méně kvalitní a vyuţívá se při rekultivaci ploch zatíţených prŧmyslem a k parkovým, sadovým a terénním úpravám. (PUNČOCHÁŘ, 2014, upr. URBÁNKOVÁ, 2014) 5.1.4 Vodní hospodaření na CKB Jednotlivé plochy s odpady mají svoje oddělené jímky. Je zde jímka pro BRO, čistírenské kaly, dřevní odpad i pro kompostování. Zachycená voda je zpětně vyuţívána k vlhčení zakládek. V celé kompostárně funguje uzavřený koloběh vody, pouze vody z kalŧ nebo přebytky se odváţí na ČOV. Sráţkové vody jsou jímány a přečerpávány do poţární nádrţe a lze je opět dále vyuţít k vlhčení. Kalové boxy jsou zabezpečené, izolované a odvodněné. Do zakládky je moţno pouţít 15 – 20% čistírenských kalŧ, ale ne více, protoţe obsahují větší mnoţství těţkých kovŧ. (KUCHAŘÍKOVÁ, 2014, upr. URBÁNKOVÁ, 2014)
32
6 ZÁVĚR Bakalářská práce byla zaměřena na zpracování tématu technologie nakládání s biologicky rozloţitelnými odpady. První část byla věnována úvodu do problematiky, vysvětlení základních pojmŧ a legislativních předpisŧ a rozdělení odpadŧ podle pŧvodu jejich vzniku. Dále byly popsány zpŧsoby jejich zpracování, především byla rozvedena kapitola
věnovaná
kompostování,
jako
nejrozšířenějšímu
zpŧsobu
nakládání
s biologicky rozloţitelnými odpady. V praktické části je tento postup vysvětlován na příkladu z praxe. Centrální kompostárna Brno byla vybrána, protoţe je to zařízení s největší kapacitou zpracovávaného odpadu v České republice. Kompostárna vyuţívá technologii kompostování s provzdušňováním pomocí ventilátorŧ. Pro kaţdý z krechtŧ je zde samostatný
ventilátor.
Primárně
se
specializuje
na
výrobu
registrovaných
certifikovaných hnojiv Zelený drak, Černý drak, substrát Šedý drak). Ačkoliv se jedná o kvalitní hnojiva, nejde jejich hlavní odbyt do oblasti zemědělství, ale do jiných sektorŧ, především zahradnických a stavebních firem (k rekultivaci) nebo na zahrádky běţných občanŧ. Je to proto, ţe současné zemědělství je poměrně soběstačné ze svých přebytkŧ a hlavně protoţe je aplikace přírodních hnojiv nákladnější neţ pouţívání chemických přípravkŧ. Ročně se na Centrální kompostárně Brno prodá zákazníkŧm 3500-4000×103kg kompostu. Biologicky rozloţitelné odpady jsou nejstarším druhem lidstvem produkovaného odpadu a jsou poměrně velkou a rozmanitou skupinou odpadŧ, které lze dále materiálově vyuţívat, proto by měla být věnována pozornost jejich zpracování, zejména procesu kompostování, kdy díky své schopnosti aerobního rozkladu mohou navracet ţiviny do pŧdního koloběhu.
33
7 PŘEHLED POUŢITÉ LITERATURY ALTMANN, Vlastimil: Nakládání s biologicky rozložitelnými odpady. Biom.cz [online]. 2010-08-18 [cit. 2014-03-18]. Dostupné z : http://biom.cz/cz/odborneclanky/nakladani-s-biologicky-rozlozitelnymi-odpady>. ISSN: 1801-2655. BAČÍK, O. Efektivní zpracování bioodpadů v bioplynových stanicích – zkušenosti z Německa., Sborník přednášek, konference ODPADY a OBCE (7. a 8. 6. 2006). Hradec Králové. 2006. Český statistický úřad: Statistiky [online]., 23. 1. 2013 [cit. 2014-04-05]. Dostupné z: http://www.czso.cz/csu/redakce.nsf/i/statistiky. Inisoft:
Legislativní
příručka.
[online].
[cit.
2014-02-22].
Dostupné
z:
https://www.inisoft.cz/strana/narizeni-197-2003-sb. FILIP, Jiří. Odpadové hospodářství. 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2002, 116 s. ISBN 80-7157-608-5. JONÁŠ, J. a V. PETŘÍKOVÁ. Využití exkrementů hospodářských zvířat. 1. vyd. Praha: Státní zemědělské nakladatelství Praha, 1988, 181 s. ISBN 80-86543-06-5. KALINA, Miroslav. Kompostování a péče o půdu. 2. upr. vyd. Praha: Grada, 2004, 116 s. ISBN 80-247-0907-4. KOTOVICOVÁ, J. Ochrana životního prostředí. 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2004. ISBN 978-80-7157-749-2. KUCHAŘÍKOVÁ, Michaela. Centrální kompostárna Brno, [Ústní sdělení], Brno, 14.4.2014. KURAŠ, Mečislav. Odpadové hospodářství. Vyd. 1. Chrudim: Ekomonitor, 2008, 143 s. ISBN 978-80-86832-34-0.
34
MALAŤÁK, Jan a Petr VACULÍK. Technologická zařízení staveb odpadového hospodářství, zpracování biologicky rozložitelných odpadů. Vyd. 1. Praha: Česká zemědělská univerzita v Praze, 2008, 168 s. ISBN 978-80-213-1747-5. Ministerstvo ţivotního prostředí: Oblast biologicky rozložitelných odpadů. [online]. © 2008
–
2012
[cit.
2014-04-07].
Dostupné
z: http://www.mzp.cz/cz/oblast_rozlozitelne_odpady. PLÍVA, P. A KOL. Kompostování v pásových hromadách na volné ploše. Vyd. 1. Praha: Profi Press, 2009, 136 s. ISBN 978-80-86726-32-8. PUNČOCHÁŘ, Jaromír., Centrální kompostárna Brno, [Ústní sdělení], Brno 14.4.2014. SCHULZ, H., EDER, B., Bioplyn v praxi. Základy – plánování-stavba zařízení – příklady. Šedivá. 1. Vydání. Ostrava: HEL, 2004. 168 s. ISBN 80 – 86167-21-6. TESAŘOVÁ, Marta. Biologické zpracování odpadů. Vyd. 1. Brno: Mendelova univerzita v Brně, 2010, 129 s. ISBN 978-80-7375-420-4. Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský © 2009 - 2013[online] [cit. 20014 – 2003]. Dostupné z www: http://eagri.cz/public/web/mze/legislativa/pravni-predpisymze/tematicky prehled/100196398.html.
ZEMÁNEK, Pavel. Biologicky rozložitelné odpady a kompostování. 1. vyd. Praha: Výzkumný ústav zemědělské techniky, 2010, 113 s. ISBN 978-80-86884-52-3.
35
8 SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1 – Zpŧsoby nakládání s komunálními odpady v roce 2012 ……………… 20 Obr. 2 – Vývoj nakládání s komunálním odpadem v letech 2006-2012 ……….. 21 Obr. 3 – Mapa areálu Centrální kompostárny Brno ……………………………. 28 Obr. 4 – Rychloběţný drtič Doppstadt AK 430 Profi …………………………. 30 Obr. 5 – Rotační třídič Doppstadt SM 518 …………………………………….. 30 Obr. 6 – Homogenizér Seko Samuraj …………………………………………... 31 Obr. 7 – Dřevní a paletové štěpky …………………………………………….... 39 Obr. 8 – Certifikovaný kompost Zelený drak ………………………………….. 39 Obr. 9 – Certifikovaný kompost Černý drak …………………………………... 40 Obr 10 – Krechty s provzdušňovacím zařízením ……………………………… 40
9 SEZNAM ZKRATEK BRO – biologicky rozloţitelný odpad, BRKO – biologicky rozloţitelný komunální odpad, CKB – Centrální kompostárna Brno, ČOV – čistírna odpadních vod, ČR – Česká republika, ČSN – Česká státní norma, ES – Evropské společenství.
36
PŘÍLOHY
37
10 SEZNAM PŘÍLOH Příloha č. 1 – Dřevní a paletové štěpky …………………………………………..
39
Příloha č. 2 – Certifikovaný kompost Zelený drak ……………………………….
39
Příloha č. 3 – Certifikovaný kompost Černý drak ………………………………..
40
Příloha č. 4 – Krechty s provzdušňovacím zařízením (ventilátory) ……………...
40
38
Příloha č. 1 Fotografie z CKB
Obr. 7: Dřevní a paletové štěpky. (URBÁNKOVÁ, 2014) Příloha č. 2 Konečné produkty
Obr. 8: Certifikovaný kompost Zelený drak. (URBÁNKOVÁ, 2014)
39
Příloha č. 3 Konečné produkty
Obr. 9: Certifikovaný kompost Černý drak. (URBÁNKOVÁ, 2014) Příloha č. 4 Krechty
Obr. 10: Jednotlivé krechty s provzdušňovacími zařízeními (ventilátory). (URBÁNKOVÁ, 2014)
40
