bevezetô
Tisztelt Hölgyeim és Uraim, kedves Kollégák!
Tartalomjegyzék Table of contents
Egy rövid szünet után bővített kiadással jelentkezik a Biohulladék Magazin legújabb száma, amelyet szeretettel ajánlok szíves figyelmükbe. Ennek a lapszámnak a megjelenése egybeesik az ORBIT 2014 nemzetközi tudományos konferenciával, amely a biológiai hulladékgazdálkodás területén a legnagyobb. Ez jó lehetőséget biztosít egyrészt arra, hogy ebben a számunkban a tudományos rovatunk kibővített formában jelenjen meg, másrészt pedig arra, hogy átgondoljuk a tudomány, a kutatás-fejlesztés szerepét, kihívásait és lehetőségeit. Az Európai Unióban, amely a környezetvédelem területén a világon vezető szerepet tölt be, a hulladékgazdálkodási iparág egyre jelentősebbé válik, ezen belül az újrahasznosítás önmagában jelenleg több mint 300 ezer munkahelyet biztosít, és ez az új meghatározott célértékek elérésével 1 millióra nőhet. Ehhez azonban szükség van arra, hogy minden egyes országban komolyan vegyük a jogharmonizációt, a célértékek meghatározását és megértsük a szabványok egységesítésének szükségszerűségét. Mindezeknek tudományosan megalapozottnak, de emellett az ipar, a gazdasági szereplők számára egyértelműnek és megvalósíthatónak kell lenniük. Mindezt egy konkrét példán keresztül szeretném bemutatni. Minden tagállam számára egyértelmű, hogy a hulladékhierarchia legalján, mint legrosszabb opció szerepel a biológiailag nem stabilizált települési szilárd hulladék lerakása. Ha azonban megnézzük a gyakorlati megvalósulást, akkor azt látjuk, hogy Európában a hulladék több mint fele (egyes országokban 80-90%-a) előkezelés nélkül kerül lerakásra úgy, hogy mindeközben komoly büntetés még fenyegetés szintjén sem hangzik el. Abban a néhány országban, ahol nagyon helyesen, a biológiai stabilitásra vonatkozólag határértéket határoznak meg nemzeti jogszabályokban, a mérési módszerek és a mérési eredmények kiértékelése nem összehasonlítható. Ennek oka, hogy nemcsak a határértékek különbözőek (pl. az AT4 érték vonatkozásában Németországban <5, Ausztriában <7, Lengyelországban <10 mg O2/g.sz.a.), hanem az alkalmazott mintavételi-, előkészítési és mérési módszerek is. A kapott eredmények emiatt különbözőek lesznek, nem lesznek összehasonlíthatóak és ami még nagyobb gond, semmilyen garanciát nem jelentenek a jogszabályoktól elvárt környezetvédelmi célok vonatkozásában. Azt hiszem ezen a példán keresztül is jól látszik, hogy a komoly kihívások állnak előttünk, az ipar, a kutatás-fejlesztés, a tudományos élet és a politika együttműködése elkerülhetetlen ezen a területen is. Tisztelettel: Dr. Aleksza László
Dear Readers, After a short break, the Biowaste Magazine is back with an extended issue, and I would now like to bring it to your kind attention. The publication of our current issue coincides with the ORBIT 2014 international academic conference, which is the largest event in the field of biological waste management. This provides a great opportunity for including an extended scientific column in the magazine, as well as for considering the role, challenges and opportunities for science and research and development. In the European Union, a global leader in the field of environmental protection, the waste management industry is becoming increasingly important. Recycling in itself provides 300 thousand jobs, which, through reaching the newly established targets can increase to 1 million. In order for this to happen legal harmonization and the establishment of target values have to be taken seriously as well as the need for unified standards appreciated in each and every country. Furthermore, these facts, connections and processes need to be scientifically justified, unambiguous and feasible for industry and economic actors. I would like to illustrate this through a concrete example. It is clear for each EU
Editorial
member state that the deposition of biologically unstable municipal solid waste in landfills is at the bottom of the waste pyramid as the worst possible option. However, if we examine practical implementation, we find that more than half (in some countries as much as 80-90%) of solid waste in Europe is deposited without any treatment and with no real threat of a serious fine. In the few countries where limit values for biological stability are rightly set by national legislation, measurement methods and the evaluation of results are not comparable. The reason for this is not only the fact that limit values are different (e.g. the limit for AT4 is <5 in Germany, <7 in Austria and <10 mg O2/g.DM in Poland) but also differences in sample taking, preparation and the measurement method applied. Thus, results are different and cannot be compared, and even worse, they cannot provide any guarantees for complying with the environmental targets set by law. I believe this example is a perfect illustration of the formidable challenges we are facing. Cooperation between industry, research and development, science and policy-making is unavoidable, just like in any other field. Yours, Laszlo Alexa
Bevezető / Editorial........................ 1 Az Európai Komposzt Hálózat / European Compost Network............. 2 Mechanikai-biológiai hulladékkezelés nemzetközi áttekintés / Mechanical-biological waste treatment – an international overview ..................................... 9 Tudományos melléklet / Scientific section ...................................... 17 A kommunális hulladék kezelése Lengyelországban jelen helyzet és a közeljövő kihívásai / Communal waste management in Poland – the present status and close future challenges ..................... 33 Energiaültetvények: telepítés utáni növekedés és fejlődés / Energy plantations: growth and development after planting .... 38
Biohulladék Magazin Negyedévente megjelenő szaklap Kiadja/Published quarterly by: Profikomp Zrt. Szerkesztőbizottság/ Editorial board: Dr. Aleksza László, Dr. Csőke Barnabás, Dr. Füleky György, Dr. Gyuricza Csaba, Ferencz Károly Felelős kiadó/Publisher: Dr. Aleksza László Magyar nyelvű cikkek fordítása angolra és lektorálás: Válaszút Fordító Iroda/ Translation and proofreading from original non-English language work: Válaszút Translation Agency Tervezés és nyomdai előkészítés/Design and layout: Stég Grafikai Műhely Nyomtatás/Printed by: Globál Kft. ISSN 2062-8811 Hirdetési tarifák/Advertisements: Belső borítók/Inside covers: 150 000 Ft • Hátsó borító/ Back cover: 190 000 Ft • 1/1 oldal: 120 000 Ft • 1/2 oldal: 75 000 Ft Szerkesztőség/Editorial office: 2100 Gödöllő, Perczel Mór u. 107 Telefon/fax: (+36) 28/422-880 e-mail:
[email protected]
8 . é v f o ly a m 1 . s z á m
Biohulladék
1
á lta l á n o s
general
Az Európai Komposzt Hálózat Az Európai Komposzt Hálózat (European Compost Network, ECN) Európa vezető, fenntartható hulladék-újrahasznosítást népszerűsítő, tagsági alapon működő szervezete. Az ECN az újrahasznosításon belül elsősorban a szerves erőforrások komposztálással, anaerob lebontással és egyéb biológiai eljárásokkal történő kezelésével foglalkozik. Célja, hogy gyakorlati és műszaki szakemberekkel, kutatókkal, és döntéshozókkal is együttműködjön annak érdekében, hogy integrált szerves hulladékot hasznosító és kiváló minőségű termékeket eredményező megoldásokkal szolgáljon, amelyek mind a környezet, mind pedig a felhasználó számára hasznosak.
2
Biohulladék
8 . ÉVFOLYAM 1 . SZÁM
Az ECN különböző tevékenységek és felkészült szakértői hálózat segítségével támogatja az Európai Unió közpolitikai célkitűzéseinek megvalósítását. A tagországokat az ECN közvetlenül támogatja olyan hulladékkezelési tervek és politikák kidolgozásában, amelyek hosszútávú célja, hogy a szerves erőforrásokat újrahasznosítsák, így azok ne hulladéklerakókra kerüljenek. Az ECN a biohulladékkezelés, komposztálás és fermentlé gyártás területén a minőségbiztosítási szabványok kialakításának európai központja, valamint az európai szerveshulladék- újrahasznosítással foglalkozó szektor, és a kialakulóban lévő biohulladék alapú gazdaság szakmai hálózata. Mikor alapították az ECN-t, és milyen célokat tűzött maga elé? Az Európai Komposzt Hálózatot 2002-ben alapították Budapesten, az ORBIT (Organic Recovery and Biological Treatment e.V.) részeként. Európai Komposzt Hálózat (European Compost Network e.V.) néven 2011. február 23-án vált önálló szervezetté. Az Európai Komposzt Hálózat ma egy tagsági alapon működő szervezet, melynek 24 európai országból összesen 75 tagja van. A tagok között megtalálható minden európai biohulladék-gazdálkodás területén működő szervezet és telephelyeik, valamint a kutatás, döntéshozatal, szaktanácsadás területén dolgozó szervezetek, és hatóságok képviselői is. Az ECN képvisel 21 biohulladék-, komposzt- és fermentlé-minőségbiztosítással foglalkozó szervezetet Európa 14 országából, 32 biohulladék alapú termék (szerves trágya, talajjavítók, táptalaj és biológiailag lebontható műanyagok) gyártásával foglalkozó szervezetet, 11 nem kormányzati környezetvédelmi szervezetet, és 11 kutató intézetet, amelyek a környezetvédelem, a mezőgazdaság, valamint egyéb természettudományok területén dolgoznak. Tagszervezetein keresztül az ECN több mint 2000 szakértőt és telepveze-
á lta l á n o s
European Compost Network
Az ECN tagjai Minden, a fenntartható szerves erőforrás kezelés iránt érdeklődő vállalat,
szervezet és érintett
Az ECN elnöksége
The European Compost Network (ECN) is the leading European membership organisation promoting sustainable recycling practices in composting, anaerobic digestion and other biological treatment processes of organic resources. ECN’s purpose is to work with practitioners, researchers, technicians and policy makers to deliver integrated organic waste recycling solutions that generate high quality products for the benefit of the environment and the users of the recycled products.
A vezetőséget a tagság jelöli és választja meg.
Ügyvezető igazgató Az ECN napi irányítása
Az országok képviselői
Munkacsoportok (WG)
Az EU országokkal történő kétoldali kommunikáció, a képviselőket a vezetőség nevezi ki.
A munkaprogram megvalósítása, tagjait és vezetőit a tagok jelölik és választják.
1 . á b ra: A z E C N sz erv ezeti felépítéséne k sematikus áttekin tés e
tőt képvisel, amely több mint 25 millió tonnás biohulladék-kezelési kapacitást jelent. Az ECN célkitűzése és legfőbb fókusza, hogy a fenntartható szerves hulladékkezelési rendszerek kialakításának legjobb gyakorlatát és az ehhez kapcsolódó tudást terjessze Európában, a döntéshozás és stratégiai tervezés, a technológiai fejlesztés és a működés folyamatos fejlesztésének integrálásával. Az ECN fő tevékenységeit munkacsoportokon keresztül végzi. Milyen
general
munkacsoportok vannak, és azok milyen témákkal foglalkoznak? Az ECN már meglévő hálózatában résztvevő, Európa különböző országaiból származó szakértők a munkát öt munkacsoportba rendeződve végzik, így lehetővé téve számos műszaki szakember együttműködését. Az információgyűjtés, kutatás és az eredmények terjesztése (különösen a fejlett európai országokból) a hálózaton keresztül zajlik, amely igen erőforrás- és költséghatékony munkát tesz lehetővé. Az ECN rangsorolt feladatai alapján öt
Az ECN a célkitűzéseit a következő tevékenységeken keresztül valósítja meg: • Döntéshozók számára szolgáltat információt működési területének minden aspektusáról nemzeti és európai szinten. • Információ- és tapasztalatcserét valósít meg a szerves hulladék begyűjtésével, kezelésével, újrahasznosításával, használatával és a termékek értékesítésével kapcsolatban, ideértve ezen folyamatok környezeti hatásait is. • Előmozdítja a tudományos kutatást és fejlesztést, valamint ezek európai országok közötti koordinációját, az eredmények megosztását, különösen gyakorlatba ültetésükkel kapcsolatosan. • Támogatja a szerves erőforrásokkal kapcsolatos minőségbiztosítási rendszerek és eszközök kialakítását (mint pl. az ECN-QAS, a Szerves Erőforrások Európai Minőségbiztosítási Rendszere). • Regionális és nemzetközi konferenciákat, műhelymunkákat, szemináriumokat, oktatási és képzési programokat stb. szervez, valamint támogatja ilyen rendezvények szervezését. • Kapcsolatokat alakít ki és ápol a szerves hulladékok kezelésének területén működő más nemzeti és nemzetközi szervezetekkel.
ECN supports the policy objectives of the European Union through its activities and with its network of knowledgeable experts. ECN directly assists Member States in developing waste management plans and policies that drive them away from large scale landfilling and into the recycling of organic resources. ECN also serves as focal point for developing EU quality standards for bio-waste treatment and compost and digestate production; it is a network for the organic waste recycling sector in Europe, as well as the emerging bio-based economy. When was the ECN founded, and what are the objectives of the network? The European Compost Network was founded in 2002 here in Budapest as part of the organisation for Organic Recovery and Biological Treatment e.V. (ORBIT). It became a separate legal entity on the 23 February 2011, adopting the name European Compost Network e.V.. Today the European Compost Network is a membership organisation with 75 members from 24 European Countries. Members include all European bio-waste organisations and their operating plants, research, policy making, consultants and authorities. ECN represents 21 bio-waste organisations (compost and digestate quality assurance organisations) from 14 European Countries, 32 companies producing bio-based products (organic fertilisers, soil improvers, growing media and, biodegradable plastics), 11 non-governmental organisation of environmental protection organisations and, 11 academic (research) institutes in environmental, agricultural and natural sciences. Via the member organisations, ECN represents more than 2000 experts and plant operators with more than 25 million tonnes of biological waste treatment capacity. The objective and the main focus of ECN are to promote knowledge about best practices throughout Europe for the establishment of sustainable systems for organic waste management through integration of policies and strategies, technological development and improvement of operations. ECN shall pursue its objectives by: • Providing information of all aspects within the field of activity of the network to policy and decision makers on national and
8 . ÉVFOLYAM 1 . SZÁM
Biohulladék
3
→
á lta l á n o s
→
general
European level. • Exchange knowledge and experiences in the practice of collection, treatment, recycling, application and marketing of organic wastes including the management of environmental side effects. • Promoting scientific research and development activities and their co-ordination between the European countries and making available the results, especially the related practical aspects. • Supporting and establishing systems and tools needed for a qualified recycling of organic resources (such as the European Quality Assurance Scheme for Organic Resources - ECN-QAS) • Organising conferences, workshops, seminars, education and training courses etc on an international or regional level and supporting such events organised by other associations active in the range of biological waste. • Establishing and maintaining relations with other international or national organisations whose activities are related to organic waste management. The main activities of ECN are going on in working groups. Which one are these, and what kind of topics do they deal with? Within ECN there is an existing network of individuals working on biodegradable waste management across Europe, structured through five working groups. This has created a structure of co-operative working involving a large number of technical experts. Using this network to collect information, execute research, and disseminate results and experiences (especially from the advanced European countries), it is very resource efficient and cost-effective means of working.
Figure 1: Schematic overview of the ECN Organisational Structure According to the prioritised work items, ECN has five working groups (WG): • WG1 – European Policy • WG2 – Quality Assurance and Standardisation • WG3 – Integrated Waste Management • WG4 – Anaerobic Digestion • WG5 – Implementation of EU policies in Eastern and Starting Countries A work schedule is set up annually according to the ECN strategy and policies by the ECN Board. Working Group Chairs
4
Biohulladék
munkacsoportban (working group, WG) végzi tevékenyégét: • WG1 – Európai szintű közpolitika • WG2 – Minőségbiztosítás és szabványosítás • WG3 – Integrált hulladékkezelés • WG4 – Anaerob erjesztés • WG5 – Az EU politikák megvalósítása keleti és kezdő/csatlakozó országokban Az ECN stratégiája és politikája alapján az elnökség a munkaprogramot évente alakítja ki. A munkacsoportokban folyó munkáért a munkacsoportok vezetői felelősek. A különböző feladatokat a tagok emailen keresztül, valamint évente legalább egy alkalommal személyes találkozó keretében beszélik meg. A munkacsoportokban elkészített anyagokat végül az ECN elnöksége tárgyalja meg, amely évente 3-4 alkalommal ülésezik. Milyen fontos tevékenységeket végez jelenleg az ECN, és milyen, a jövőre vonatkozó tervei vannak? Az ECN víziója egy olyan Európa, ahol minden szerves erőforrást fenntartható módon újrahasznosítanak és visszanyernek. E vízió alapján az ECN elsődleges célja, hogy támogassa az EU hulladékhasznosítással kapcsolatos politikáinak megvalósítását, és így hozzájáruljon az újrahasznosító társadalom, a fenntartható mezőgazdaság és energia-visszanyerés rendszerének kialakulásához, egy egészségesebb társadalom, valamint hozzáadott értéket előállító európai piac érdekében. Hisszük, hogy a hatékony újrahasznosítás minden EU tagállamban megfelelő szelektív szerves hulladékot begyűjtő rendszerre kell, hogy épüljön, hogy aztán biológiai kezelés segítségével magas minőségű termékeket lehessen gyártani. A biológiailag lebontható hulladékok újrahasznosítása a környezetvédelmi politika egyik fő kérdése. Annak ellenére azonban, hogy több EU-s közpolitika, kommunikáció és szabályozó eszköz foglalkozik e kérdéssel, az ECN becslése szerint évente több mint 50 millió tonna biológiailag lebontható hulladék kerül újrahasznosítás helyett lerakásra. Az ECN úgy próbál ezen a helyzeten javítani, hogy támogatja a tagországokat a fenntartható biohulladék kezelési politikák és gyakorlat kialakításában, va-
8 . ÉVFOLYAM 1 . SZÁM
lamint segíti ennek a piacnak a fejlődését. E célok elérését a következők megvalósításán keresztül javasolja: • Párbeszéd az Európai Bizottsággal: közvetítő szerep vállalása az ECN tagság és az európai döntéshozatal között. • Információ terjesztése különböző médiákon keresztül az ECN tagsága és kiterjedt hálózataik felé. • Kapcsolatépítési lehetőségek biztosítása a közös problémák megbeszélése és megoldások keresése érdekében az ECN tagjai és a tagországok képviselői számára. Az ECN átfogó célja, hogy kedvező szabályozási környezet alakuljon ki a szerves hulladék szelektív gyűjtéséhez és biológiai kezeléséhez (komposztálásához és anaerob erjesztéséhez), valamint a komposzt és fermentlé hasznosításához a talajjavítás és környezetvédelem érdekében. Jelenleg több európai közpolitikai folyamatban is aktívan részt veszünk, amelyek célja a már létező szabályozás hatékonyabb megvalósítása, valamint új intézkedések hozatala az erőforrás-gazdálkodás javítása érdekében. • Olyan európai közpolitikai és szabályozási folyamatok figyelemmel kísérése, amelyek hatással vannak a biohulladék kezelésére (a begyűjtésre, kezelésre, valamint a termékek hasznosítására). • Annak meghatározása, hogy a különböző európai konzultációs folyamatok során mely területeken van szükség aktív részvételre. • Kommunikáció és jó kapcsolat az Európai Bizottság különböző szakreferenseivel (pl. Környezetvédelmi Főigazgatóság, Egészségügyi és Fogyasztóvédelmi Főigazgatóság, Vállalkozáspolitikai Főigazgatóság), valamint szakértőivel és az Európai Parlament előadóival. • Az EU konzultációs folyamatainak támogatása érdekében információ gyűjtése az ECN tagjaitól és tagországainak képviselőitől arról, hogy a különböző országokban milyen aktuális fejlesztések és folyamatok zajlanak. 2014 folyamán több európai közpolitikai dialógusban is aktívan részt kívánunk venni, ahogy ez az alábbi táblázatban is látható (kivonat az ECN 2014-es munkatervéből):
á lta l á n o s
Közpolitika
ECN részvétel
A biológiai kezelés Ipari Kibocsátások Irányelvbe (IED-be) történő illesztése - BAT-referenciadokumentumok kialakítása (BREF)
• Az ECN tagja az IED 13. cikke alapján létrehozott fórumnak, és négy szakértőt jelöl az EIPPC iparág szerinti munkacsoportjába a biológiai kezeléssel kapcsolatos BAT-referenciadokumentumok kialakítására, a hulladékkezelési ipar számára. • Az európai IPPC iroda tevékenységének nyomon követése úgy, hogy BREF-ek kidolgozására egy ECN al-munkacsoportot hozunk létre. • Mini-BREF-ekre vonatkozó javaslatok előkészítése a biológiai kezelés témájában (komposztálás, anaerob erjesztés és mechanikaibiológiai kezelés) az EIPPC iparág szerinti munkacsoportja (TWG) számára. • A négy ECN által jelölt szakértő részvétele az EIPPC TWG munkájában. • Részvétel az IED 13. cikke alapján létrehozott fórumban.
Hulladékkal kapcsolatos célok felülvizsgálata
• Hulladékkal kapcsolatos konzultációs folyamat eredményének, valamint a Környezetvédelmi Főigazgatóság kezdeményezéseinek nyomon követése.
A biológiai kezelésen átesett biológiailag lebontható hulladék hulladékstátusz megszűnésének kritériuma
• Az ECN tagja a JRC-IPTS „Biológiai kezelésen átesett biológiailag lebontható hulladékok” munkacsoportjának (TWG). • A JRC-IPTS Biológiai kezelésen átesett biológiailag lebontható hulladék hulladékstátusz megszűnésének kritériumáról készített tanulmányának nyomon követése, a Környezetvédelmi Főigazgatósággal.
Erőforrás-hatékonyság Stratégia (a foszfor fenntartható használata)
• Az ECN az Európai Fenntartható Foszfor Platform (European Sustainable Phosphorus Platform) aktív tagja. • Az erőforrás-hatékonyságról szóló folyamatban lévő konzultáció, valamint az Európai Bizottság foszforral kapcsolatos kommunikációjának nyomon követése (várható megjelenés: 2013. december).
Bio-gazdasági Stratégia
• Az ECN tagja a Vállalkozáspolitikai Főigazgatóság által a Bioalapú Termékek témájában kezdeményezett szakértői csoportnak. • A biohulladék nagyszerű alapanyagot szolgáltat a bioalapú termékek gyártásához. Az EU-25 tagországaiban évente 127 millió tonna biohulladék keletkezik. • A szerves hulladék kezelési iparág szolgáltatja a hiányzó láncszemet ahhoz, hogy minőségi komposztot és fermentlét állítsunk elő a bioalapú termékeket gyártó ipar maradékaiból, és ezzel záruljon a tápanyagok (NPK) körforgása és a szerves anyag visszajusson a talajba.
Az Európai Bizottság talajjavítókra és táptalajokra vonatkozó öko-címkéjének átdolgozása
• Az ECN tagja a JRC-IPTS talajjavítók és táptalajok témájában létrehozott munkacsoportjának. • Az öko-címke felülvizsgálatának folyamatában való aktív részvétel és közreműködés. • A talajjavítók és táptalajok hulladékstátuszának megszűnésére, valamint a műtrágyákra, talajjavítókra és táptalajokra vonatkozó előírások harmonizációja.
Az EK Műtrágya Rendelet felülvizsgálata
• Az ECN részt vett a rendelet felülvizsgálatára létrehozott négy ad hoc munkacsoport munkájában. • A felülvizsgálati folyamat nyomon követése úgy, hogy az ECN kapcsolatot tart fenn a Vállalkozáspolitikai Főigazgatósággal és a minisztériumok nemzeti szakértőivel. • Törekvés a Környezetvédelmi Főigazgatóság különböző jogalkotási megközelítései (a komposzt és fermentlé hulladékstátuszának megszűnésére vonatkozó rendelet, a talajjavítókra és táptalajokra vonatkozó öko-címke kritériumok) közti harmonizációra a műtrágyákra, talajjavítókra és táptalajokra érvényes jövőbeni rendelet tekintetében.
general
are responsible for the work of the working groups. Work items of the working groups are discussed through e-mail exchange and by holding at least one working group meeting of each working group per year. The final outcome of the working groups is discussed by the ECN Board, having 3 to 4 Board meetings per year. What are the most important activities currently in the ECN, and what are your plans for the future? ECN’s vision is a Europe in which all organic resources are recycled and recovered in a sustainable way. From this vision, ECN’s primary goal is to support the implementation of EU waste policies and thereby contributing to the development of a recycling society, to sustainable agriculture and energy recovery, to improve human health and to create overall added value within the European market. To achieve this, we believe that effective recycling in all Member States should be built on appropriate collection systems for organic waste to promote high quality products derived from biological treatment. Recycling biodegradable wastes lies at the heart of environmental policy. Despite being enshrined in a number of EU policies, communications and legislative instruments, ECN estimates that over 50 million tonnes of biodegradable waste is disposed of, and not recycled, every year. ECN aims to address this shortfall in organic waste recycling by supporting Member States to develop sustainable bio-waste management policies and practices, and promote market development. We propose to achieve this in the following ways: • By engaging in policy dialogue with the European Commission – acting as a conduit between ECN members and European policy makers. • Through disseminating information – to ECN members and their extended networks through a range of different media. • By providing networking opportunities – for ECN members and representatives of Member States to discuss common problems and seek solutions. ECN’s overall aim is to achieve a favourable regulatory environment for the separate collection of organic waste and its biological treatment (through composting and AD), with the use of compost and digestate to benefit soil and the environment. We are currently active in a number of European policy areas, which seek to better implement existing legislation as well as develop new measures to improve resource management • Observing European policy and regulatory developments which impact on bio-waste management (collection, treatment and the use of treatment outputs and products) • Identifying priority areas for in-depth involvement as a stakeholder in European consultation processes • Providing contact and communication
→ 8 . ÉVFOLYAM 1 . SZÁM
Biohulladék
5
→
with responsible desk officers within the EU Commission (e.g. DG ENV; DG SANCO and DG ENTR) as well as experts and rapporteurs of the European Parliament • Obtaining information from ECN’s Country Representatives and Members about current developments and activities in their respective Member States in order to support EU consultation processes During 2014, we plan to continue our active involvement in a number of European policy developments as shown in the table below] (abstract from the ECN work schedule 2014): Policy
ECN Involvement
Inclusion of biological treatment in the IED Directive – development of BAT reference documents (BREFS)
• ECN is a member of the IED Article 13 FORUM and four ECN experts are nominated in the EIPPC Technical Working Group for the development of BAT reference documents for waste management industries related to biological treatment. • Following activities of the European IPPC Bureau by setting up an ECN subgroup WG1 on BREFS. • Preparing proposals for Mini-BREFS for biological treatment (composting, anaerobic digestion and mechanical biological treatment) for the EIPPC TWG. • Participation of four ECN nominated experts in the EIPPC TWG. • Participation in the FORUM of IED Article 13.
Review Process on Waste Targets
• Follow up the outcome of the consultation process on waste related targets and the initiatives of DG ENV
End-of-Waste criteria for biodegradable waste subject to biological treatment
• ECN is a member of the JRC-IPTS Technical Working Group (TWG) ‘Biodegradable waste subject to biological treatment’. • Follow up the final outcome of the JRCIPTS study report on End-of-waste criteria for biodegradable waste subjected to biological treatment with DG ENV
Resource Efficiency Strategy (sustainable use of phosphorus)
• ECN is an active member of the European Sustainable Phosphorus Platform. • Follow up the ongoing discussion on resource efficiency and the outcome of the EC’s consultation communication on phosphorus (due December 2013).
Bio-Economy Strategy
• ECN is a member of the Expert Group for Biobased Products initiated by DG Enterprise. • Bio-waste is an excellent resource for the production of bio-based products. EU-25 generates 127 million tonnes of bio-waste each year. • The organic waste management sector is the missing link to produce quality compost and digestate from residues of the bio-based industry and closing the loop of nutrients (NPK) and organic matter to the soil.
Revision of EC Eco-label of Soil Improvers and Growing Media
• ECN is a member of the JRC-IPTS Technical Working Group on Soil Improvers and Growing Media • Contribute towards the revision process by being actively involved in the Eco-label revision process • Aim to ensure harmonisation of requirements for soil improver and growing media in respect to EoW and the future regulation on fertilisers, soil improvers and growing media.
Revision of EC Fertiliser Regulation
• ECN was involved in the four ad hoc working groups reviewing the Regulation • Following the further revision process by keeping contact with DG Enterprise as well as national experts from Ministries • Aim to ensure harmonisation of legislative approaches of DG Environment (EoW regulation for compost and digestate, Eco-label criteria for soil improvers and growing media) in respect to the future Regulation on fertilisers, soil improvers and growing media
Az ECN hírlev él 2014/1. s zá ma / ECN NEWS 01_2014
In 2010 ECN developed the ECN-QAS, the European Quality Assurance Scheme for composts. What does it includes, and what are the rules for awarding the conformity and quality labels? ECN support the harmonization of European legislation in relation to organic fertilisers, soil improvers and growing media so as to develop markets for compost and digestate. In order to address this, we developed a European Quality Assurance Scheme for Compost ‘ECN-QAS’ in
6
Biohulladék
8 . é v f o ly a m 1 . s z á m
2010-ben az ECN létrehozta az ECN-QAS-t, a Komposztok Európai Minőségbiztosítási Rendszerét. Mit tartalmaz a rendszer, és milyen kritériumok alapján ítélik meg a megfelelési és minőségi címkéket? Az ECN támogatja az európai jogharmonizációt a szerves trágyák, talajjavítók és tápközegek terén annak érdekében, hogy a komposzt és fermentlé piac kialakulhasson. Ezért hoztuk létre 2010-ben az „ECN-QAS”-t, azaz a Komposztok Európai Minőségbiztosítási Rendszerét. Válaszul az anaerob erjesztés Európában tapasztalható térhódítására, az ECN elkezdte a fermentlére és anaerob erjesztésre vonatkozó minőségi kritériumok kialakítását is. Az ECN-QAS európai szintű független minőségbiztosítási rendszert biztosít a nemzeti minőségbiztosító szervezetek számára. Az EN 45011 szabványnak (Terméktanúsítási rendszereket működtető szervezetekre vonatkozó általános követelmények) megfelelően működik, és már működő minőségbiztosítási szervezetek tudására és tapasztalatára épít. Az ECN-QAS előírásai alapján: • A nemzeti minőségbiztosító szervezetek megfelelőségi értékelését az ECN végzi. • A nemzeti minőségbiztosító szervezetnek a komposzt előállítását a telepen rendszeresen értékelnie kell. • A végtermékből rendszeresen mintát kell venni, és azt független és elismert laboratóriumokban a megfelelő minőségi paraméterekre vonatkozóan analizálni. Ezt követően a kapott eredményeket a nemzeti minőségbiztosító szervezetnek értékelnie kell. • A nemzeti minőségbiztosító szervezet a folyamatot dokumentálja. A dokumentáció a következő információkat kell, hogy tartalmazza: a termék minőségi jellemzői, jogi követelmények, nyilatkozat a komposztról, a jó szakmai gyakorlat alapján információ a termék használatáról és az alkalmazott mennyiségekről. • Az ECN-QAS minőségbiztosítási védjegyet a komposztálással és erjesztéssel foglalkozó telepeknek a nemzeti minőségbiztosító szervezet ítéli meg.
A z E C N b r ossú r á ja / ECN FLYER
További információ az ECN-QAS-ról az erre létrehozott honlapon található: www.ecn-qas.eu. Társszervezőként mit várnak a 2014-es ORBIT konferenciától? Nagy örömünkre szolgál, hogy a 9. ORBIT nemzetközi tudományos konferenciát 2014-ben „ Új kihívások, új válaszok a 21. században” címmel a Szent István Egyetem és a Magyar Minőségi Komposzt Társaság szervezi Gödöllőn. A Komposzt Társaság az ECN egyik alapító tagja. Az új tagállamokból a 2002ben történt alapítás óta több egyesület, intézet és hatóság is csatlakozott az ECN-hez. Várakozásunk szerint a magyarországi ORBIT2014 konferencia, mivel Európában központi helyszínről van szó, sok szakértőt és érdeklőt vonz majd minden országából. Így a résztvevőknek lehetősége adódik arra, hogy széleskörű tapasztalatcserében vegyenek részt a biohulladékok különböző kezelési lehetőségeivel kapcsolatban, tanuljanak egymástól, és új, tudományos alapokon nyugvó információkat gyűjtsenek a különböző technológiákról valamint a szerves hulladékok újrahasznosításával létrehozott innovatív termékekről és használatukról. A tudományos program mellett az ECN két munkacsoport találkozót is szervez az ORBIT2014 alatt. Az „Integrált hulladékkezelés” munkacsoport ülése június 25-én délután lesz, még a konferencia előtt. „ Az EU politikák megvalósítása keleti és kezdő/csatlakozó országokban” munkacsoport pedig június 26-án délelőtt fog tanácskozni. A találkozó a korábbi hasonló, Tallinban (Észtország), Szófiában (Bulgária) és Poznanban (Lengyelország) rendezett ülések gyakorlatát folytatja, azaz a résztvevők először a vendéglátó ország biohulladék kezelési gyakorlatát ismerhetik meg, majd lehetőségük lesz arra, hogy áttekintést kapjanak a többi kelet- és közép-európai országban tapasztalható helyzetről, ahol hasonló kihívásokkal és akadályokkal küzdenek. A találkozón egy új sablon struktúrát fogunk bemutatni az 5. munkacsoportban (WG5) az országok képviselőinek jelentéséhez. Megvitatjuk azt is, hogy milyen adatokat gyűjtöttünk össze, és hogyan fejlesszük a közös WG5 adatbázist, amelyet a tagországokban érvényes biohulladékkal kapcsolatos po-
2010. In response to the rapid growth of anaerobic digestion across Europe, ECN has started to develop quality criteria for digestate from anaerobic digesters. The ECN-QAS provides a European-wide independent quality assurance scheme for national quality assurance organisations (NQAO). It operates in accordance with the European standard “General criteria for certification bodies operating product certification” (EN 45011) and has been based on knowledge of, and experience in, existing quality assurance organisations. The ECN-QAS requires: • A conformity assessment of national quality assurance organisations (NQAO) by ECN. • Regular assessment of compost production in the plants by the national quality assurance organisation. • Regular sample taking and analysis of the final product for relevant quality parameters from independent, acknowledged laboratories, coupled with evaluation of the results by the NQAO. • Documentation by the NQAO with information about the quality properties of the product, legal requirements, the necessary compost declaration and information about use and application rates according to good practice. • Awarding of the ECN-QAS Quality Label to composting or digestion plants by the NQAO. Information about the ECN-QAS is detailed on the dedicated website: www. ecn-qas.eu. As a co-organizer, what do you expect from the ORBIT conference 2014? We are very pleased that the 9th International Scientific Conference ORBIT 2014 under the title „New challenges, new responses in the 21st Century” is organized by the Szent István University and the Hungarian Quality Compost Association in Gödöllö, one of the founding membership association of the European Compost Network. Since the foundation in 2002 several associations, institutes and governmental authorities from the new EU member states joined the ECN. We expect that the ORBIT2014 in Hungary, situated in the middle of Europe, will attract experts and interested people from all European countries. This will give all participants the opportunity having a broad exchange on different waste management strategies for biological waste, learning from each other and getting new scientific based information on techniques, innovative recycling products from organic resources and their benefit for use. Besides the scientific programme ECN is organizing two working groups meetings during the ORBIT2014. The working group ‘Integrated Waste Management’ is scheduled in the afternoon of the 25th June before the ORBIT will start. The working group ‘Implementation of EU policies in Eastern and Starting Countries’ will take place in the early morning on the 26th June. This meeting will continue the tradition
8 . ÉVFOLYAM 1 . SZÁM
Biohulladék
7
→
á lta l á n o s
→
general
after previous meetings in Tallinn (Estonia), Sofia (Bulgaria) and Poznan (Poland) to present the current situation on biowaste management in hosting country and will give the opportunity to the participants to have an overview of the current situation with biowaste management in other countries from Eastern and Central Europe, with similar challenges and obstacles. At the meeting will be present the new structure of the template for WG5 Country Representatives Report and there will be a further discussion about the data collected and future development of a common WG5 data base on biowaste policies in member countries (legal and institutional framework, main drivers, economic instruments and good practices implemented). With more than 100 scientific presentations distributed about 12 sessions we look forward for having a great knowledge platform for exchanging on exciting topics on biological waste management. We would like to thank the Szent István University and the Hungarian Quality Compost Association for taking over the challenge to organize this great event in 2014! The European Compost Network ECN is publishing the ECN NEWS quarterly. This newsletter includes information on the ongoing policy work of the European Commission with relevance to biological waste treatment, compost and digestate and about the work in ECN. For more information about the European Compost Network ECN and to subscribe for the ECN NEWS, please visit the ECN’s website: www.compostnetwork.info. Contact Address: European Compost Network ECN e.V. Dr. Stefanie Siebert Im Dohlenbruch 11 D-44795 Bochum Email:
[email protected] Internet: www.compostnetwork.info T.: 0049 (0) 234 4389447 F.: 0049 (0) 234 4389448
litikákról készítünk (jogi és intézményi keretrendszer, főbb befolyásoló tényezők, gazdasági eszközök és megvalósított jó gyakorlatok). A 12 szekcióban elhangzó több mint 100 tudományos előadás nagyszerű lehetőséget ad majd a biohulladékok kezelésével kapcsolatos tudományos eszmecserére. Ezúton is szeretnénk köszönetet mondani a Szent István Egyetemnek és a Magyar Minőségi Komposzt Társaságnak, hogy elvállalták ennek a nagyszerű eseménynek a megszervezését! Az Európai Komposzt Hálózat (ECN) negyedévente megjelenő hírlevelet ad ki ECN NEWS címmel. A hírlevélben adunk hírt az Európai Bizottság folyamatban lévő, biohulladékok kezelésével, komposztálással és erjesztéssel kapcsolatos közpolitikai munkájáról, valamint az ECN-ben folyó munkáról is. Az ECN-ről további információ a szervezet honlapján található, valamint itt lehet feliratkozni a hírlevélre is: www.compostnetwork.info. Kapcsolat: European Compost Network ECN e.V. Dr. Stefanie Siebert Im Dohlenbruch 11 D-44795 Bochum Email:
[email protected] Internet: www.compostnetwork.info T.: 0049 (0) 234 4389447 F.: 0049 (0) 234 438944
Az ECN logó j a / ECN LOGO
8
Biohulladék
8 . é v f o ly a m 1 . s z á m
A z EC N - QA S véd j e g ye, ame lyet a Be l s ő P iaci Ha r m on izá c iós H ivata l ( OHI M 2012/210: T M N o 011007168) j e g yez a z EC N - QA S s ze r in t tan ú s ítot t m in ős ég b iztos ítá s i s ze rve ze te k, kom pos zt és f e r men tl é te r m éke k s zá m á r a / ECN-QAS Trade mark registered at the European Register of Community Trade Marks (OHIM 2012/210: TM No 011007168) for certified Quality Assurance Organisations, Compost and digestate products according to ECN-QAS
MBH
M BT
→ L otha r A D e y e r ling , B r i a n E Fuch s W. L . GORE & ASSO CI AT ES, M ü nch e n ,
Mechanikai-biológiai hulladékkezelés nemzetközi áttekintés Bevezetés A W. L. Gore & Associates már több mint 20 éve van jelen a hulladékkezelés területén. Első tapasztalatunkat rögtön Németország újraegyesítése után szereztük, amikor is egy talajremediációs projekthez1 szállítottuk az első GORE® Cover takaróanyagot. Ezt követően rövid időn belül sor került az első mintaprojektekre a szelektíven gyűjtött szerves hulladék kezelése terén. A mintaprojektek számos, ma is sikeresen működő üzem kialakításához vezettek. Ezután kezdődött a GORE® Cover technológia egyre szélesebb körben történő alkalmazása, többek között a Települési Szilárd Hulladék (TSZH) szerves összetevőjének stabilizációja, valamint a szennyvíziszap és sok egyéb szerves hulladék kezelése terén. A GORE® Cover takaróanyagot vagy közvetlenül szállítjuk a végfelhasználóhoz, vagy a világ számos pontján jelenlévő partnerek erre jogosult beszállító hálózatán keresztül jut el hozzájuk. Manapság Európában, Ázsiában, a Csendes-óceáni térségben, valamint Észak és Dél-Amerikában használják a GORE® Cover takaróanyagot napi több mint 15 000 tonna szerves anyag kezeléséhez: az anyag stabilizációjára, mennyiségének csökkentésére valamint energetikai hasznosítását megelőző szárítására. Az üzemeltető számára a GORE® Cover
takaróanyag magas teljesítményű, az előírásoknak megfelelő technológiát nyújt alacsony befektetési költségen, valamint széles körű alkalmazási lehetőséggel. Használható ugyanis a megszokott prizmás megoldásnál, és teljesen zárt rendszerű üzemeknél is. A CO2 egyenértékben kifejezett kibocsátás ennél a technológiánál akár mindössze 12 kg/t is lehet (CUHLS et al.). Az alábbiakban megvizsgáljuk, hogy a GORE® Cover technológia segítségével hogyan lehet a szerves hulladék kezelésének folyamatát sikeresen optimalizálni úgy, hogy közben megfelelünk a szigorú stabilizációs és kibocsátási előírásoknak, és kiváló minőségű végterméket gyártunk (másodlagos tüzelőanyag/RDF, komposzt szerű végtermék/CLO vagy egyéb stabilizált anyagok). Kulcsszavak AT4, AT7, BAT, bioszárítás, komposzt szerű végtermék/CLO, CO2 egyenérték, DRI2, kibocsátáskontroll, NCV (nettó fűtőérték), tömegcsökkentés, másodlagos tüzelőanyag/RDF, SRF, stabilizáció A W.L. GORE & Associates Szilárd Hulladékkezelési üzletágát Münchenben alapították a német újraegyesítés időszakában. Az első nagy méretű on-site kármentesítő üzemek Németországban, Olaszországban, az Egyesült Államokban →
8 . é v f o ly a m 1 . s z á m
Biohulladék
9
MBH
→
M BT
Lothar A Deyerling, Brian E Fuchs W.L.GORE & ASSOCIATES, Munich
Mechanicalbiological waste treatment – an international overview Introduction For more than 20 years, W. L. Gore & Associates has been in the waste treatment business. Our first experience started right after the reunification of Germany supplying the first GORE® Cover for a Soil Remediation1 project. Within a short time period thereafter, the first demonstration projects were implemented for the category of Separate Organic Waste (SOW) treatment, leading to many successful full scale operating plants seen today. From there, the cover technology was expanded into the category stabilizing the organic fraction of Municipal Solid Waste (MSW) and at the same time input material from waste water sludge (biosolids) and various other organic wastes. The GORE® Cover is supplied directly or by an authorized supplier network of global sustainable partners to the end user. Today, the GORE® Cover technology is used for the purpose of organic treatment in more than 15.000 tons per day including stabilization, mass reduction and drying before energetic use throughout Europe, Asia Pacific and North and South America. The GORE® Cover technology provides the operator a high performing technology that meets the regulation at a low investment cost utilizing a flexible design from the standard heap version to fully encapsulated plants and capable of CO2 equivalents of 12 kg/t input material (CUHLS et al). In the following we discuss how the GORE® Cover technology is capable of successfully optimizing the process of treating organic waste for meeting strict stabilization and emission regulations, while producing a high quality output finished product (RDF, CLO or stabilized material).
10
Biohulladék
és Franciaországban épültek a GORE® Cover takaróanyag ePTFE membránjának vízálló, mégis lélegző tulajdonságára építve. A takaróanyag minőségét és alább felsorolt kiváló tulajdonságait még szélsőséges éghajlati viszonyok között is megőrzi: • légáteresztő képesség (szellőzés) az aerob körülmények fenntartására • külső vízállóság (5 méteres vízoszlopig) és belső nedvesség megtartása • mechanikailag robusztus és hosszú élettartam (8 év) Egyértelművé vált, hogy a GORE® Cover takaróanyag ePTFE membránjának talajremediációs projektekben megfigyelt tulajdonságai és előnyei a szerves hulladék komposztálásakor is hasznosak lehetnek. Azonban referenciákra és bizonyítékokra volt szükség ahhoz, hogy a technológia a TA Luft3 és BimSchV4 alapján minősített technológiává válhasson, és így az európai előírásoknak megfeleljen. A referenciaüzemek bizonyították, hogy az ePTFE membrántakaró képes biológiailag semleges, kémiai és hőmérsékleti (-200 - +260°C) szempontból ellenálló, valamint UV rezisztens maradni, és így el tudja viselni a TSZH-ból származó szerves hulladék biológiai feldolgozása közben kialakuló nagyon szélsőséges környezeti viszonyokat is. Ezen felül, egy megfelelően levegőztetett és kontrollált folyamat részeként a GORE® Cover takaróanyaggal a települési szilárd hulladék biológiai kezelése eredményeképpen szigorúan ellenőrzött és minőségi végtermék állítható elő. A GORE® Cover takaróanyag használata ugyanis a következő folyamatok elvégzését biztosítja, illetve teszi lehetővé: • a szerves anyag megbízható higienizációja • mérhető és konzisztens tömegcsökkentés • első lépés a szerves hulladék stabilizálási folyamatában • második lépés a TSZH szárítási folyamatában • magasabb nettó fűtőértékkel (NCV)5 rendelkező RDF, azaz másodlagos, hulladékból nyert tüzelőanyag előállítása A TSZH stabilizálása és bioszárítása a mechanikai utókezelést megelőzően, valamint a másodlagos tüzelőanyag (refuse derived fuel, RDF) létrehozása a GORE® Cover takaróanyag egyértelműen előnyös alkalmazásainak bizonyul-
8 . ÉVFOLYAM 1 . SZÁM
tak. Hosszú távú kísérleteket és kutatásokat végeztek a már létező telepeken Németországban (Oldenburg, Bréma, Uckermark) valamint Olaszországban (Toszkána, Campanula, Szicília), miközben a rendszer folyamatosan megfelelt az újabb és újabb előírásoknak. Ezeket a mintatelepeket csakúgy, mint a Magyarországon és az EU-hoz újonnan csatlakozó többi tagországban lévőket a folyamatosan fejlesztett infrastruktúra figyelembe vételével úgy hozták létre, hogy segítsék a TSZH kezelés fejlődését, valamint bizonyítsák az Európai Hulladéklerakókra vonatkozó Irányelv (1999/31/EC) betartását (NN, 1999). Első körben az 5–10 000 tonna per év TSZH-t kezelő üzemekben kezdték el használni az ePTFE membrán alapanyagú, kiváló teljesítményű GORE® Cover takaróanyagot. A fenntartható hulladékkezelés megvalósítása érdekében a GORE® Cover technológiát az egyszerű kezelési megoldás, rugalmasság, bővíthetőség, kiváló teljesítmény, valamint a kedvező befektetési költségstruktúra bizonyított volta miatt választották, úgy, hogy közben ne sérüljön a Hulladék Keretirányelv (2008/98/EC) betartása a TSZH kezelése során (NN, 2008). Napjainkban GORE® Cover technológiát már olyan újrahasznosító telepeken (MBH üzemek) is alkalmazzák, amelyek napi 2000 tonna kezelési kapacitással rendelkeznek (> 600 000 tonna/év TSZH). Ezek az üzemek megfelelnek a stabilizációs paraméterekre vonatkozó előírásoknak, ide értve például a csökkentett kezelési időre vonatkozó szabályozást, a DRI6 vagy AT47 előírások teljesítése céljából (Fabrizio Adani et al., 2012).
1. Németország A Németországban alkalmazott egyik első eljárás során a GORE® Cover membrántakarót TSZH stabilizálására használták fel, mielőtt a hulladék az égetőüzembe került volna. Az eredmények a következőket mutatták: • a kezelési fázis során sikeresen csökkent a kibocsátás mennyisége • az egyes kezelt TSZH frakciók tömege jelentősen csökkent • csökkent a kezelési idő hossza Azonban továbbra is vizsgálják azt, hogy az anyag nettó fűtőértékének (NCV8) kontrollálatlan emelkedése milyen hatásokkal jár.
MBH
A kezelésnek köszönhető változások:
+53,6%
Hamu tartalom +11,5%
Izzási veszteség -4,4%
Szárazanyagtartalom +37,9%
+20,9%
-12,6%
+3,0%
+8,2%
Fűtőérték TSZH TSZH-hoz hasonló ipari hulladék
Víztartalom -50,4% -22,6%
1 . tá b lá z at: for r á s: HORN&M üller et al.
Ezen tapasztalatok értékelése után az első nagyobb, folyamatos TSZH feldolgozást végző üzemek a 90-es évek elején épültek meg Olaszországban. Az átlagos üzemméret 35 000 tonna/ év TSZH feldolgozását tette lehetővé, és megfelelő alapot adott ahhoz, hogy a GORE® Cover technológia használatáról egyértelmű adatokat és tapasztalatot gyűjtsenek. Számos kísérletet végeztek el, amelyek során megfigyelték a levegőminőségre és vízminőségre gyakorolt hatást, valamint vizsgálták a kész termék Elemzett anyag 21 napos kezelést követően
minőségét is. Ezek között a kísérletek között találunk szaghatás méréseket is, amelyek megerősítik a szaghatás 90%ot meghaladó csökkenését a membrán felületén (FAVOINO et al.). Kísérleti eredmények bizonyítják azt is, hogy a csapadékvíz a feldolgozás során keletkező csurgaléklétől biztonsággal elkülöníthető. Vizsgálták továbbá a késztermék tulajdonságait is, és megállapították, hogy mint stabilizált hulladék a környéken lévő hulladéklerakóra kerülhet napi használatú takaróanyagként.
Illékony anyagok (%p/p s.s)
Biostabilizált szerves frakció (1A) Aprított és biostabilizált maradék hulladék (1B)
46,7
Komposzt belélegezhetőségi index (statikus index –IPLA módszer) (mg 02/kg SV*h) 498
43,3
431
2 . tá b lá z at: DRI t esz t eredmények
1 . k é p : MBH (mec h anik ai- biológiai h u l l a d ék k ez elő) é s h ulladéklerakó 9 A z e g yik első tá mfalas ren dszerű telep O l a s z or sz á g b an, ah ol GORE® Cover ta ka r ó anyag ot h asz nálna k. A k a pacitá s 3 5 0 0 0 t onna/év. A ta k ar óanyag k ez elé se: manu álisan P i c t u r e 1 : MBT and landfill 9 o ne o f t h e fir st p lant s in Italy using s i d e wa lls and GOR E ® Cover starting o p e r at ion wit h 3 5 .0 0 0 tpy M BT an d l and fill Han d l ing C o v er : manually
2. kép: Stabil izá lt s ze rve s f r a kc ió a hulladékler a kón , ame ly meg f e l e l a DRI előírásokna k Picture 2: Sta b il ize d or g an ic f r action on the lan df il l meetin g DRI
M BT
Key words AT4, AT7, BAT, Biodrying, CLO, CO2 equivalents, DRI2, Emission control, NCV, Mass reduction, RDF, SRF, Stabilizing The Solid Waste Treatment business unit began at W.L. GORE & Associates’ Munich location during the same time period with the reunification in Germany. The first large on-site remediation plants were built in Germany, Italy, USA and France using the GORE® COVER ePTFE membrane due to the solid capabilities of the waterproof yet breathable membrane even under adverse climateconditions: • air permeable (aeration) to maintain aerobic conditions • external water tightness (up to a water column of 5 m) and internal moisture retention • mechanically robust and long lasting cover material (up to eight years) It was becoming very clear that the features and benefits observed using GORE® Cover ePTFE membrane in soil remediation projects could also be used for composting of organic waste. However, in order to become a certified technology according to the TA Luft3 and BimSchV4 at first some references were needed and proof of meeting European Requirements. The reference plants proved that the ePTFE membrane cover is capable of being biologically inert, chemically resistant, temperature resistant (-200 - +260°C), and UV resistant in order to withstand the very aggressive biological environment in the biological processing of organic waste from MSW. In addition, by combining the GORE® Cover with positively aerated control process to conduct the biological treatment of Municipal Solid Waste (MSW) delivered a high level of control and produced a quality end use product: • reliable hygenization of the organic matter • measurable and consistent mass reduction • primary step to the stabilized material process • secondary step in the drying process of MSW • increase in the Net Calorific Value of RDF (NCV)5 Stabilization and biodrying the MSW waste before mechanical post-
8 . ÉVFOLYAM 1 . SZÁM
Biohulladék
→ 11
MBH
→
M BT
treatment and the creation of Refuse Derived Fuels (RDF) were an obvious treatment application for the GORE® Cover. Extended trials and research on existing installations in Germany (Oldenburg, Bremen, Uckermark) and Italy (Tuscany, Campanula, Sicily) became very active and with regards to meeting new regulations. These reference plants, along with Hungary and new European countries joining European Community, were selected due to the representative and new infrastructure to support the path forward for MSW treatment, as well as proving the need to fulfil the European Landfill Directive (1999/31/EC) on the landfilling of waste (NN, 1999). The first approaches in the treatment of MSW with plants sized between 5 – 10,000 tons per annum (tpy) using the high performing GORE® Cover ePTFE membrane solution. GORE® Cover technology was selected due to the proven background of having a simple handling solution, flexible and expandable design, high level of performance, and a realistic investment cost structure with regards to a sustainable waste treatment approach; all the while operating in compliance with the Waste Framework Directive (2008/98/EC) in the treatment of MSW (NN, 2008). Today, GORE® Cover technology is being used in recycling parks (MBT plants) that offer a daily treatment capacity of 2,000 tons (> 600,000 tons per year of MSW) which meet the stabilization parameters, including, and not limited to, the reduced treatment times in order to achieve DRI6 or AT47 (Fabrizio Adani et al, 2012). 1. Germany One of the first approaches of the treatment with GORE® Cover membranes in Germany were carried out by stabilizing MSW before applying to an incineration plant. The result showed: • observed success to emission reduction during the treatment phase • significant mass reduction of the different prepared MSW streams • reduced treatment time However, there is continued work being performed to evaluate the impact of uncontrolled increase of the NCV8 of the material.
12
Biohulladék
3. kép: Takar óanyag ke ze l és e : e l s ő g ene r á c iós m ob il c s évél ő s e g íts ég éve l / Picture 3: Han d l in g C ove r : F ir s t g ene r ation M ob il e W in d e r
Ezen tapasztalatokra építve ÉszakOlaszországban egy jelentős lerakó helyreállítási projekt valósult meg 2001 és 2008 között. A projektet megelőzően a lerakó 30 évig zárva volt, szennyezte a talajvizet, és az európai hulladéklerakókra vonatkozó előírások értelmében remediációra szorult. Az évente kitermelt 110.000 tonna TSZH-t leaprították, pozitív levegőztetésű GORE® Cover technológiával stabilizálták, rostálták, majd a keletkező komposzt szerű végtermék (compost like output, CLO) – amely megfelelt a DRI stabilizációs kritériumoknak –, visszakerült az új lerakóra napi használatú takaróanyagként. A fennmaradó nagy méretű és magas fűtőértékkel rendelkező anyagot bálázták, majd energetikai célra hasznosították.
régiójában) együttműködést alakítson ki az első újrahasznosító üzem létrehozására. Az újrahasznosító üzem koncepciója együttműködési egyezményre épül, amely szerint egy központi szolgáltató és feldolgozó üzemben végzik a hulladék szelektálását, újrahasznosítását, a TSZH stabilizálását, valamint a szerves hulladék frakció komposztálását. Az Országos Hulladékgazdálkodási Terv10 keretében 2013 januárjától jelentős összegű hulladéklerakási adót vezettek be. Az előkészületben lévő új Hulladékgazdálkodási Terv szerint pedig az AT4 lesz a lerakókra vonatkozó, útmutatásként szolgáló kritérium , amely legkésőbb 2015-ben bevezetésre kerül.
2. Magyarország A TSZH magyar nemzeti stratégiájának kialakítása érdekében nagyobb szakértői csoportok utaztak Magyarországról Olaszországba, és a Toszkánában, valamint Nápoly közelében található mintaüzemeket tekintették meg. A látogatás során gyűjtött tapasztalatok alapján az Európai Unió ISPA és SAPARD alapjainak támogatásával a magyar szakértők a TSZH kezelésére új stratégiát és szabványokat dolgoztak ki. A projektvezető egyetem kísérleteket végzett a TSZH-ból származó másodlagos tüzelőanyag (RDF) lehetséges felhasználási lehetőségeit vizsgálva (B. CSÖKE et al., 2002). E tanulmányok alapján kialakították a TSZH kezelésének magyar stratégiáját, amelynek része a szerves anyag stabilizációja és mennyiségi csökkentése, valamint az értékes frakció energetikai hasznosítása. Következő lépésként összehangolt munka eredményeként sikerült elérni, hogy 110 önkormányzat (több mint 250.000 lakost képviselve az ország egy kevéssé centralizált
8 . ÉVFOLYAM 1 . SZÁM
4. kép: 160 000 tonna/év ka pacitá s ú , 2009 óta m ű köd ő és GORE® C ove r tec h n ol óg iát a l ka l ma zó TSZH ú j r a h a s zn os ító pa r k Te r m éke k: • s zel ektív g yű j tés b ől s zá r m a zó kivá l ó m in ős ég ű kom pos zt • m á s od l a g os tü zel őa n ya g ( RDF ) cementg yá rtá s h oz • l er a ká s r a s zá n t s ta b il izá lt s zerve s anya g Ta ka r óanyag ke ze l és e : fa l i c s évél ő s e g íts ég éve l P ic tu r e 4: 160.000 tpy, Recyc l in g Par k , M S W S ta rte d ope r ation in 2009 P r od uction of • h ig h qu a l ity c om pos t f r om s epa r at e c ol l ec tion • RDF f or th e c em en t in d u s try • S ta b il ized or g a n ic towa r d s l a n d f i l l U s in g GORE® C ove r Hand l in g C ove r : W in d e r on th e pu s h wal
MBH
M BT
Changes due to treatment: Calorific Value
Ash content
Glowing loss
DS-content
Water content
MSW
+53,6%
+11,5%
-4,4%
+37,9%
-50,4%
MSWlike industrial waste
+20,9%
-12,6%
+3,0%
+8,2%
-22,6%
Table 1: (HORN&Müller et al)
5 . k é p : 1 5 0 0 0 0 t onna /év kapac itású, 2 0 1 0 - től ü zemelő é s 1 0 7 ö n k o r má ny zat ot (33 0 000 lakost) k i s z o lg á ló 2 TSZH ú jr ahasznosító pa r k, amely sz inté n GORE® Cover t ech n ológ iát alk almaz Ta ka r óanyag k ez elé se: fali csévélő s e g í t s é g év el P i c t u re 5 : 1 5 0 .0 0 0 t p y, 2 Recycling Parks, M S W Start ed op er at ion in 2010 Sevi n g 1 0 7 municipalties ( 330.000 i n h a b itant s) U s i n g GOR E ® C o v er Han d l ing C o v er : Wind er on the push wal l
6. kép: TSZH f r a kc ió b ios zá r ítá s a további keze l és ( mech an ika i) e l őtt. Eze k után másodl a g os tü ze l őanyag kén t ( RDF) haszno s ítj á k a cementipa r b an . A finom frakc iót s ta b il izá ltá k, megfelelve e zze l a ma g yar jogszabályo kna k. Takaróanyag ke ze l és e : fa l i c s évél ő segítségével Picture 6: Biod ry in g of th e M S W frac tion for f u rth e r tr eatmen t ( mechan ica l ) b e f or e u s e d a s RDF in th e cemen t indus try Fine frac tion s ta b il ize d acc or d in g to Hungarian was te l e g is l ation Handling Cove r : W in d e r on th e pu s h wa ll
A TSZH kezelésének célja, hogy magas minőségű végterméket, másodlagos tüzelőanyagot (RDF) állítsanak elő. Az MBH üzemekből származó magas fűtőértékű frakció potenciális felhasználási területeit, valamint a vonatkozó specifi-
kus követelményeket 2012-ben, az ASA Újrahasznosítási Napokon mutatták be (Kühle-Weidemeier et al.). A biológiai kezelést követően keletkező, magas nettó fűtőértékkel (>18 MJ/kg) rendelkező végterméket az alábbi képeken mutatjuk be:
Taking these experiences into consideration, the first larger facilities on a continuously processed MSW stream were implemented in Italy in the early 1990s. The plant sizes averaging 35,000 tpy of MSW provided a fair and solid foundation to the collection of data and experience using GORE® Cover technology. Several case studies were developed to study the impact on air quality, water quality and finished product quality. These studies include odor measurements confirming an odor reduction of > 90% atop of the membrane (FAVOINO et al). A study to show a clear separation of storm/ rainwater from process/ leachate water can be achieved. And the monitoring of the final product as a finished stabilized waste that can put onto the nearby landfill as daily cover.
Table 2: Test results on DRI
7. kép: Ba l r a fen t: a < 10 0 mm méretű frakció a GOR E ® C o v er tak ar ó anyaggal történő b i o s z ár ítá s utá n, J o b b r a fen t: a 3 0 -10 0 mm méretű rostált anya g, é s Lent b alr a é s job b r a: az utóaprítás u tá n k elet k ez ő anyag , cemen tgyárba va l ó szá llítá sa előt t D r . A l ex a Lá szló, Gö d öllő
Picture 7: Top l e f t - th e f r action <100 mm after th e b iod ry in g w ith GORE® Cover, Top right - th e s c r eene d mate r ia l 30- 100 mm an d Bottom left an d r ig h t - a f te r th e pos t grinding bef or e s u pply to th e C ement In dustry Dr. László Al e xa , G öd öl l ö, Hung a ry
Resulting from these experiences in the years 2001 – 2008 a large landfill remediation project took place in the north of Italy. The landfill was closed 30 years prior and was now polluting the ground water and required to be remediated meeting European landfill requirements. The excavated 110,000 ton per year of MSW was ground, put onto the positive aeration under GORE® Cover, stabilized, screened, and compost like output (CLO) that met stabilization criteria DRI put back on the new landfill as a daily landfill cover. The remaining over-sized material with a high calorific fraction was bundled and used for energetic use.
→ 8 . ÉVFOLYAM 1 . SZÁM
Biohulladék
13
MBH
→
M BT
2. Hungary
TSZH 150 000 L/év
Large visitor tours form Hungary went to Italy to seek solutions for the adoption of a national strategy on MSW. The group visited reference plants in Tuscany and Naples area. With the experienced gained from the visits and the support with ISPA and SAPARD funds from the European Union, the Hungarians developed a strategy and new standards as a new member to European Union for the treatment of MSW. The leading University carried out case studies also with regards to the potential use of Refuse Derived Fuel (RDF) from the MSW (B. CSÖKE et al, 2002). Based on these studies, the Hungarian strategy for the treatment of MSW were founded which included the stabilization and mass reduction of the organic matter plus energetic use of the valuable fraction. What followed next were first coordinated efforts of getting a more than 110 municipalities (representing 250,000 + inhabitants in a decentralised area) to work together to create the first recycling plants. The recycling plant concept is a cooperative agreement to develop a single serving processing center; for sorting and reuse recycling and stabilization of the MSW, and separate organic waste stream for composting. The National Waste Management Plan10 will implement a landfill tax starting Jan 2013 with a significant fee and, according to the preparation of the new National Waste Management Plan, the AT4 is the guiding landfill criteria, will be implemented no later than 2015. A high value outcome of the MSW treatment strategy is the production of RDF from MSW. The potential destinations for the high calorific fractions from MBT plants and the specific requirements were recently presented during the ASA Recycling Days in 2012 (Kühle-Weidemeier et al ). The following examples show the final material after biological treatment with a high NCV (>18 MJ/kg):
Előkezelés aprítás/ rostálás < 100 mm nedvesség: 45–55% fűtőérték: 5–6 MJ/kg
> 100 mm nedvesség: 15–30% fűtőérték: 17 MJ/kg
kezelés GORE® Cover: 21 nap
kezelés GORE® Cover: 8–10 nap
< 30 mm nedvesség: < 25% fűtőérték: 8–10 MJ/kg
30–100 mm nedvesség: 18–22% fűtőérték: 16–17 MJ/kg
nedvesség: 10–20% fűtőérték: 22 MJ/kg
lerakó
cementiparnak eladott másodlagos tüzelőanyag (RDF)
cementiparnak eladott másodlagos tüzelőanyag (RDF)
3. táblázat: A ke l e tke ző a l acs ony és ma g a s f ű tőértékű anyag ok c s oportos ítás a méretük és a ke ze l és i id őf ü g g vény éb en / Ta b l e 3: L ow an d h ig h cal or if ic va l ue material depend in g on s ize an d tr eatmen t time
3. Ausztria A GORE® Cover technológia alkalmazása a már működő üzemek számára is számos előnnyel járhat. Különösen olyan üzemek számára, amelyek, bár magas színvonalú és zárt technológiát alkalmaznak, de kibocsátási problémákkal küszködnek, valamint gondot okoz számukra az alacsony minőségű végtermék elhelyezése. Ilyen esetekben a meglévő megoldások javítása, illetve a rendszer bővítése ajánlott. Jó példa erre egy osztrák üzem, ahol magas szinten gépesített alagút technológiát használtak, de szükségessé vált a kibocsátások csökkentése, mivel a környéken élők erős szag emisszióra panaszkodtak. Továbbá, a nem kellően hatékony kezelési
folyamat rossz minőségű végterméket eredményezett. Az üzem átlagosan 30.000 tonna/év anyagot dolgozott fel hat-kilenc hét kezelési idővel. Az üzem célja tehát az volt, hogy megoldja a kibocsátás (szag) problémáját az érlelési területen, valamint fokozza a szerves frakció végső stabilizációját a lerakás előtt, megfelelve ezzel az előírásoknak: AT4 <7mg O2/g DS. Azt a megoldást találták, hogy a GORE® Cover technológiát másodlagos kezelési folyamatként beillesztik a már meglévő rendszer végére. A GORE® Cover beiktatását követő öt év során, napi működés mellett, nem érkezett több panasz a szagokra, és a végtermék is jobb minőségű lett.
8. kép: TSZH u tóke ze l ő l éte s ítm ény / P ic tu r e 8: M S W pos t tr eatmen t facil ity
14
Biohulladék
8 . é v f o ly a m 1 . s z á m
MBH
4. Lengyelország A 2012-ben megrendezett Nemzetközi Hulladékhasznosítási és Újrahasznosítási Konferencia során előadást hallhattunk a 2012. január 1-jén bevezetett, és 2013. július 1-jén hatályba lépő hulladékmentesítési kötelezettséget előíró11 lengyel települési hulladékgazdálkodási törvény legújabb rendelkezéseiről. A lerakókra kerülő biológiailag lebomló TSZH mennyiségének csökkentésére vonatkozó kötelezettség betartása érdekében rövid idő alatt számos válogató/átrakodó üzem létesült. A fokozatos bevezetés elve alapján a válogató/átrakodó üzemek nagyon korszerű válogatósorokat használnak, és így a kezelésre vonatkozó célok nagy részét azonnal teljesíteni tudják. A válogató állomások utáni lépésként a lerakásra vonatkozó csökkentési kritériumok (ld. EU Tanács Irányelv 1999/31/EC) betartása érdekében már számos MBH üzem épült és kezdte meg működését. A lengyel környezetvédelmi minisztérium jóváhagyásával GORE® Cover technológiát alkalmaznak, és nagyszerű eredményeket értek el. A következő példák segítségével olyan hatékony és fenntartható, egyedülálló elgondolásra alapuló megoldásokat mutatunk be, amelyek mind a prizmás modellt, mind pedig a boksz rendszert alkalmazzák (Biodegma®).
M BT
Referencia üzemek Lengyelországban:
9. kép 1 2 : A TSZH s ze rve s f r a kc iój át feldolgozó e l s ő l eng yel ü zem 2009 tavaszán 12.000 tonna/év ka pacitá s s a l kezdte működ és ét 0- 80 mm frak c ió AT4< 10 mg O 2/kg /D M Takaróanyag ke ze l és e : B iod e g ma ® Bu tterfly tec h n ol óg ia s e g íts ég éve l Picture 9 1 2 : O r g an ic f r action f r om M S W first plan t in P ol an d in S pr in g 2009 starting ope r ation w ith 12.000 tpy Frac tion 0/80 mm AT4< 10 mg O 2/kg /D M Handling Cove r : B iod e g ma ® Butte r f ly
10. kép 1 3 : A ka pacitá s n öve l és e 28 000 tonna /év menny is ég r e Lengye lorszá g b an . A kia l a kított ren dszerben a B iod e g ma Butte r f ly tec hnológiát a l ka l ma zzá k a komposztálá s in tenzív fá zis á b an , majd a prizm á s m od e l lt ér l e l és kor annak érdekéb en, h og y b iztos íts á k a lerakásra vonatkozó kr itér ium ok betartását. AT4 < 10 mg O 2 /kg /D M 1 4 Takaróanyag ke ze l és e : B iod e g ma ® Bu tterfly tec h n ol óg ia s e g íts ég éve l Picture10 1 3 : Ad d itiona l capacity in Polan d in Sp r in g w ith 28.000 tpy u s in g both, the bu tte r f ly ve r s ion in th e inten sive pha s e an d th e h eap m od e l in the maturat ion in or d e r to ach ie ve Landfill crit e r ia AT4 < 10 mg O 2 /kg /D M 1 4 Handling Cove r : B iod e g ma ® Butte r f ly
Az elmúlt 15 év során a Biodegma® Butterfly technológia a TSZH kezelésében fenntartható és biztos eredményeket mutatott. Bármikor alkalmazható, amikor épület vagy alagút megoldásra van igény. Lengyelországban mind a GORE® Cover prizmás modell, mind pedig a Biodegma® boksz rendszer elfogadott és jelenleg is alkalmazásban lévő megoldások.
3. Austria Existing plants using sophisticated encapsulated mechanical technologies can also experience emission problems and poor finished product quality can also benefit from GORE® Cover technology as retrofit or expansion of the existing technology. A plant in Austria employing a highly mechanized tunnel technology required an upgrade on emission control suffering from high odor complaints from neighbors and poor final product quality due to inefficient treatment process. The plant processed on average 30,000 tpy with an ongoing treatment time of six to nine weeks. The objective of the plant was to solve the emission (odor) situation in the maturation area and to enhance the final stabilization of the organic fraction before landfill meeting AT4 <7mg O2/g DS. It was decided to add GORE® Cover technology as a secondary treatment process post tunnel processing, which after the GORE® Cover has been installed; no more odor complaints were filed for more than five years of daily use and producing a higher quality finished product. 4. Poland During International Recycling + ReCovery Congress 2012 information was presented on the latest developments with regards to the Municipal Waste Act in Poland starting 1st Jan 2012 of the waste disposal obligation11 and with enforcement starting 1st July 2013. The obligation to reduce the large amount of biodegradable MSW put on the landfill has allowed for a high amount of sorting stations/ transfer plants to be established in a short time period. Using a phased in approach, the sorting stations/ transfer plants are using state of the art sorting lines and a significant portion of the treat-
8 . é v f o ly a m 1 . s z á m
Biohulladék
15
→
→
M BT
ment goal which can be achieved right away. Following those sorting plants and meeting the treatment goal for the landfill disposal criteria (Council Directive 1999/31/EC) a number of MBT plants have been already been built and set in operation with great results using the GORE® Cover approved by the Polish Ministry of Environment.
Létezik olyan mintaüzem is, ahol mindkét megoldást alkalmazzák annak érdekében, hogy a kezelési folyamatot a költségek szempontjából optimalizálják, és közben az előírásoknak is megfeleljenek. Így rugalmas, és egyben jövedelmező megoldást alkalmaznak a másodlagos tüzelőanyag (RDF) előállítására.
With the following examples we want to demonstrate an efficient and sustainable approach using unique designs, both heap model and a box design (Biodegma®).
Teljes input a főkapunál: Input anyaga: Előkezelés:
The Biodegma® Butterfly technology offers the sustainable and solid track record throughout the treatment of MSW in the past 15 years and is utilized whenever a building or tunnel solution is demanded. Both the GORE® Cover heap and Biodegma® box design are accepted designs currently in use in Poland. At one reference the client is using both designs to cost optimize the treatment process for meeting standards utilizing a flexible design and being profitable on one location for the production of RDF.Example: Total input at the front gate: ~ 170,000 tpy Input: MSW Pre-treatment: Grinding, < 300 mm, screening Input biological treatment 0/65 mm: ~95,000 tpy15,16 stabilization17 Input biodrying treatment 65/300 mm ~65,000 tpy biodrying RDF18 BIODEGMA GmbH, located in Ludwigsburg, Germany provides reliable, high performing services in consulting, engineering and training in all categories of organic waste treatment, specializing in MSW stabilizing and production of RDF material. BIODEGMA has key competence in order to support and meet the requirements set in Municipal Waste Act in Poland. BIODEGMA has key references with regards to MSW treatment in Germany, Poland, Spain, Slovenia, Turkey and Middle East.
16
Biohulladék
Példa: ~ 170.000 tonna/év
TSZH aprítás, < 300 mm, rostálás Input biológiai ~95.00015,16 tonna/ kezelés 0/65 mm: év - stabilizáció17 Input bioszárítás ~65.000 tonna/év 65/300 mm bioszárított RDF18
11. kép: A kezd e ti ke ze l és i ka pacitá s kialakítása, 0- 65 mm f r a kc ió stabilizációj a l e r a ká s e l őtt AT 4 < 10 mg O2/kg/DM A 2. fázisban 100.000 tonna/év, 26 pr izma kialakítása Takaróanyag ke ze l és e : kis m ob il csévélő segíts ég éve l Picture 11: In s ta l l ation of f ir s t treatment ca pacity f r action 0/65 mm stabilisation b e f or e l an d f il l AT 4 < 10 mg O 2 /kg/DM 2nd phase fo r 100.000 tpy in s ta rt u p phase adding 26 h eaps Handling Cove r : s ma l l m ob il e w in d e r
12. kép Bioszárító üzem Leng yel or s zá g b an 1 9 65- 300 mm fr a kc ió Végfelhaszn á l ó: cementipa r , 30 mm < 20% ned ve s s ég Takaróanyag ke ze l és e : fa l i c s évél ő segítségével Picture:12 Biodrying Pl an t P ol an d 1 9 , Frac tion 65/300 mm End user: Cement in d u s try, 30 mm < 20 % h um id ity Handling Cove r : w in d e r on th e wal l
8 . é v f o ly a m 1 . s z á m
A BIODEGMA GmbH, melynek székhelye a németországi Ludwigsburgban van, megbízható, magas minőségű szaktanácsadási, mérnöki tervezési és oktatási szolgáltatásokat nyújt a szerves hulladék kezelés minden területén, különös tekintettel a TSZH stabilizációjára és a másodlagos tüzelőanyag (RDF) előállítására. A BIODEGMA legfontosabb kompetenciája, hogy támogatja a lengyel Települési Hulladéktörvény előírásainak betartását. A vállalat kiemelkedő referenciákkal rendelkezik a TSZH kezelés területén Németországban, Lengyelországban, Spanyolországban, Szlovéniában, Törökországban és a Közel-Keleten is.
5. Olaszország a korai kezdetek után Jelenleg Olaszországban működik a legnagyobb GORE® Cover takaróanyagot alkalmazó üzem, amely tavaly ősszel kezdte meg működését, és naponta több mint 2000 tonna beérkező TSZH-t kezel. A telep koncepciója 1994-ig vezethető vissza, így a TSZH kezelés területén egyben a GORE® Cover használatának leghosszabb történetét is jelenti. Ennek az üzemnek a felépülése előtt a legnagyobb telepek napi 1.700 tonna TSZH-t kezeltek. A következő lépés a nagy méretű, biológiai kezelésben GORE® Cover takaróanyagot alkalmazó MBH üzemek fejlesztésében nem csupán az elvégzett kísérleteken alapult, hanem a legjobb elérhető technika (Best Available Technique, BAT20) alkalmazásának követelményén is. A megoldás így mind a technológiai, mind a gazdaságossági szempontból való fenntarthatóság kívánalmainak megfelelt. Így a telep ma a legmodernebb mechanikai előkezelési berendezéseket alkalmazza nagyon átgondolt logisztikai folyamat kialakítása mellett. Ezen erőfeszítések eredményeként a kiváló teljesítmény mind az előkezelés, mind a biológiai feldolgozás tekintetében biztosított. F oly tatá s a 2 9 . o l d al o n
MBH
tud o m á n y o s m e l l é k l e t
Sci e nti f ic s e c t i o n
Mezőgazdaságban használt talajoltóanyagok enzimaktivitásának vizsgálata különböző szubsztrátokon Lucsik Zsófia, Környezetmérnök BSc hallgató Szent István Egyetem, Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar Témavezető: Óbert Mária, egyetemi tanársegéd, Mezőgazdaság és Környezettudományi Kar, Növényvédelmi Intézet, Mikrobiológia és környezettoxikológiai csoport
1. Bevezetés A fenntartható, környezettudatos és hatékony növénytermesztés csak megfelelő talajélettel rendelkező, biológiailag aktív talajon tud megvalósulni. Az intenzív növénytermesztési technológiák elterjedésével az utóbbi fél évszázadban megnőtt a műtrágya és növényvédőszerek, talajfertőtlenítők és egyéb vegyszerek használata. Pozitív hatásaik mellett hozzájárulnak a talajok elsavanyodásához és a talajélet csökkenéséhez. A művelés alatt álló földterületeken a talaj állapotának meghatározó szerepe van a növénytermesztésben. A Magyarországi talajok környezeti állapotát a talajsavanyodás, a fizikai degradáció, a talajerózió, a humusz és tápanyag készlet csökkenése, valamint a szélsőséges vízháztartás is jellemzi. Ezeket a környezeti hatásokat talajjavítással mérsékelni lehet. Kémiailag a talajsavanyodást például meszezéssel, míg a fizikai talajhibákat mélyforgatással, altalajlazítással, öntözéssel javíthatjuk. A humusztartalom viszont csak és kizárólag szármaradvány vagy szerves trágya talajba juttatásával növelhető, amelyek intenzív mikrobiológiai folyamatok által bomlanak le és alakulnak át a növények számára felvehető állapotba. Ezekhez a folyamatokhoz járulhatnak hozzá a talajoltóanyagok. Néhány gazda számolt már be egyes oltóanyagok használatának köszönhető termésmennyiség növekedéséről és az ezzel összefüggő műtrágyahasználat sikeres csökkentéséről [1] Ilyen eredményeket érdemes mérésekkel is bizonyítani és megmutatni, hogy van értelme energiát belefektetni ezen apró, ám de igen fontos élőlényeket tartalmazó anyagok használatába és ezzel esély nyílhatna a szélesebb körű használatukra. A dolgozatomban három talajoltóanyag készítmény enzimaktivitásait vizsgáltam, amihez hasonló kísérletet még nem végeztek ezidáig. Elsődleges célom bizonyítani a készítmények növényi maradványok lebontására való alkalmasságát. Ehhez viszont olyan vizsgálatokra van szükség, amivel a degradáció elsődleges akadályának a leküzdése, azaz a növényi sejtfal lebontása bizonyossá tehető. Ennek elvégzéséhez számos enzim szükséges, melyek közül a lignin-peroxidáz és a xilanáz aktivitását vizsgáltam laboratóriumi körülmények között. Mindemellett kíváncsi vagyok a talajoltóanyagok közötti teljesítmény különbségekre és meg szeretném vizsgálni, hogy adott szubsztrátok mennyiben befolyásolják ennek a két enzimnek az aktivitását. 2. Mezőgazdaságban használt oltóanyagok A mezőgazdaságban használható mikrobiológiai oltóanyagok speciális baktérium és gomba törzsekből álló keverékek. A baktériumok élettevékenységük során lebontják, illetve átalakítják a szerves anyagokat (szénhidrátok, fehérjék, zsírok). Egyéb szerves
és szervetlen trágyáktól eltérően nem a talaj tápanyag-utánpótlását, hanem a talaj mikrobiológiai aktivitását serkenti. Ez a folyamat számos haszonnal jár, elsődlegesnek tekinthetjük a talajfertőtlenítő hatását. A hasznos mikroorganizmusok gyors és tartós elszaporodása miatt a patogén mikrobák kevésbé jutnak hozzá az életfeltételükhöz szükséges tápanyagokhoz. Az őszi vetés előtti tápanyag utánpótlást is elősegíti az oltóanyag talajba történő bejuttatása. A beoltott mikroorganizmusok a növények számára fontos hormonokat termelnek, például növekedés szabályzó hormonokat. A mikrobiológiai oltóanyagok tartós használata jelentős talajszerkezet javulást eredményez, akár három év leforgása alatt is. Használatának hatásossága megmutatkozhat a művelés könnyebbségében, a termesztett növény termésmennyiségének növekedésében, vagy akár a klímakárok okozta károk csökkenésében [2]. Magyarországon a rendszerváltozást követő években az oltóanyaggyártás és kereskedelem visszaesett, az elmúlt néhány évben azonban használatuk ismét előtérbe került. Egyre több készítmény jelenik meg a piacon, Magyarországon 2004-ben 22-féle mikrobákat tartalmazó készítmény került kereskedelmi forgalomba, ezek közül 16 használható ökológiai gazdálkodásban [3]. Ezzel szemben 2006-ban már 36-féle [4], jelen pillanatban pedig 72-féle [5] mikroorganizmusokat tartalmazó készítmény van forgalomban. Ezek a készítmények főleg szabadon élő és szimbionta nitrogénkötő, növényi növekedésserkentő és cellulózbontó baktériumokat és gombákat tartalmaznak, de akad köztük olyan is, amelynek az összetétele titkosított. Bactofil A10 A BactoFil® egy magyar fejlesztésű talajbaktérium termékcsalád (forgalmazó: AGRO.bio Hungary Kft.), amely a környező országokban is jó eredményeket ért el. Jelenleg közel negyven országban szabadalmaztatott a termék. A Bactofil A10 elsősorban egyszíkűekhez, például a búzához (Triticum), gyártott készítmény. Összes csíraszáma átlagosan minimum 4,3 x 109 sejt/ml. Kijuttatása a szántóföldre az őszi vetési időszak előtt 1 l/ha adagban, 200400 l/ha vízzel ajánlatos, olyan talajra, amelynek 1%-nál magasabb a humusztartalma. Összetétele: Azospirillum brasilense, Azotobacter vinelandii, Bacillus megaterium, Bacillus polymyxa, Pseudomonas fluorescens, Streptomyces albus mikroorg.-variánsok, makro- és mikroelemek, a mikroorg. által bioszintetizált enzimek, növekedés serkentők, növényi hormonok, vitaminok [6].
8 . ÉVFOLYAM 1 . SZÁM
Biohulladék
17
tudományos melléklet
Scientific section
Bio-Vegetal A Bio-Vegetal® baktériumtrágya a BK-AGRO Kft. által forgalmazott mikrobiológiai készítmény. Fizikai jellemzői: világosbarna színű, gyógynövény illatú, szemcsés anyag. Összes csíraszáma minimum 2,6 x 108 db/g, ebből a szimbionta N-kötők száma 2,2 x 107 db/g. A baktériumtrágya forgalomba hozatali engedélyében [7] a felhasználási területek a következők: tarlókezelés, komposztálás gyorsítása, talajkezelés, magkezelés. Pontos összetétele nem nyilvános, de tudni lehet róla, hogy nagy arányban tartalmaz nitrogénmegkötőket (Azotobacter sp., Azospirillium sp., Rhizobium sp.). Cseh oltóanyag A harmadik általam használt oltóanyag a cseh Symbiom Ltd. (www. symbiom.cz) által forgalmazott Gymnopilus sp., illetve a NVI-MKTCs saját törzsgyűjteményéből származó Thermomyces sp. szaprotróf (szaprofita) gombákat tartalmaz. Ennél pontosabb összetétele viszont ismeretlen. Ebbe a csoportba tartozó gombák az elpusztult növény vagy állat lebontásából fedezik az energiaszükségleteit. 3. Sejtfalbontó enzimek A citoplazma termékét képező sejtfal a növény számára fizikai és kémiai védelmet nyújt, szilárdít, kapcsolatot biztosít a külvilággal, és a környezeti hatásokat is mérsékli [8]. Az ember számára fontos, mint faanyag és rostanyag. A lebontó szervezetek számára tápanyagként szolgál, viszont lízise kihívást jelent. Legfontosabb szárazanyagai a rendkívül változatos felépítésű, kristályos szerkezetű poliszacharidok, a lignocellulózok. Ennek a komplex struktúrának elsődleges építőeleme a cellulóz (40%), további fontos alkotórészei a hemicellulózok (20-30%) és a ligninek (20-30%). A növények lebomlása a sejtfal lízisével kezdődik. A növényi sejtfal bonyolult szerkezete miatt, a mezőgazdaságban fontos szerepet játszik a természetes úton történő lebontásuk. A tarlón maradt növényi maradványok fontos tápanyagokat szolgáltathatnak a következő termesztési időszakban az adott növénykultúrának, ez viszont csak akkor valósulhat meg, ha megfelelő mikroorganizmusok vannak jelen a felső talajrétegekben. A poliszacharidokat számos gomba és baktérium patogének képes lebontani hidrolitikus enzimek segítségével [9] Az enzimek a kémiai reakciók fehérje típusú katalizátorai, más néven biokatalizátorok, amelyek ez esetben a polimerek monomerjeire történő lebontásában vesznek részt. A gombaenzimeknek globális ökológiai szerepe van, ugyanis nélkülük a Földön keletkező szerves anyagok felhalmozódnának [10]. A fából származó lignocellulolitikus baktériumok és gombák enzimjei számos iparágban fontos szerepet játszanak, egy közülük a papíripar [11]. 3.1. Ligninbontó enzimek A lignin (latinul lignum=fa) az elfásodott növényi szövetekben előforduló biopolimer. Fokozza a sejtfal szilárdságát, ezzel hozzájárult a nagytermetű, szárazföldi növények kialakulásához a földtörténet során. A fás szárú növények állandó jelleggel tartalmaznak lignint (25-30%), de a mezőgazdaságban például a kukorica elfásodott szára is elérheti a 15-20% lignintartalmat [12]. A növények lebontással szembeni ellenálló képességét a lignin teszi lehetővé, ezzel nehéz feladatot adva a bontó szervezeteknek. Összetett enzimrendszer szükséges az enzimkomplex tagjainak lebontásához. Kevés élőlény képes a lignin lebontására, a baktériumok közül a Nocardia, Pseudomonas nemzetség tagjai között találunk néhányat, viszont a Streptomyces nemzetségben akadnak kiemelkedő képességű ligninbontók. Igazán hatékonyak mégis csak a gombák körében fordulnak elő, melyek közül a fehérkorhasztó Bazídiumos gombák (Basidiomycota) a legfontosabbak [13]. A lignináz (lignin-peroxidáz, LiP), a ligninlánc fő kötéseinek oxidatív hasítására képes, és több fehérkorhasztó gombánál is azonosították. Az extracelluláris peroxidázok H2O2 segítségével a ligninben
18
Biohulladék
8 . é v f o ly a m 1 . s z á m
lévő kovalens kötéseket felszakítják ezzel hidroxilált aromás vegyületeket hoznak létre. A folyamat kizárólag aerob körülmények között megy végbe, valamint a nitrogén dús környezet gátolja az enzim működését [10]. 3.2. Xilánbontó enzimek A hemicellulóz, a növényi sejtfal második legnagyobb mennyiségben jelen lévő komponense. Fő összetevője általában a xilán, emellett glükán, mannán és arabinán is alkothatja [14]. Összekapcsoló szerepet töltenek be más sejtalkotó polimerek között, mint például a lignin és a cellulóz, melyekhez kovalens kötésekkel kapcsolódnak [15]. A xilánok a hemicellulózok jelentős részét kitevő, nagy heterogenitást mutató, komplex vegyületek. Szerkezete rendkívül változatos, de a szárazföldi növények alapvázát általában β-1,4glikozidos kötésekkel egymáshoz kapcsolódó xilopiranóz (D-xilóz) egységek alkotják. A xilánt bontó enzimek közül a legfontosabb az endo-1,4-β-xilanáz (EC 3.2.1.8), amely a xilán fő láncát hidrolizálja kisebb oligoszacharid egységekre, így az egyébként vízoldhatatlan poliszacharidot vízoldhatóvá teszi. A xilán teljes hidrolízisében azonban fontos szerepet játszanak a különböző oldalláncokat eltávolító enzimek, ezek az α-L-arabinofuranozidázok, α-glükuronidázok, acetilxilán észterázok, ferulsav és p-kumársav észterázok. A xilanáz termelést végző mikroorganizmusok szénforrásként hasznosítják a lebontott szervesanyagot. Közülük a fonalasgombák a baktériumoknál és az élesztőgombáknál is általában több, illetve nagyobb aktivitású xilanázt termelnek [11, 14]. Az enzimek kiemelkedő szerepet töltenek be a biotechnológiai eljárásokban. Az elmúlt években a xilánok és xilanázok felhasználása rendkívül megnőtt, pedig csak az 1980-as évek végében kezdték alkalmazni. Először az állatok takarmányozásánál, később már a textil- és papíriparban, az élelmiszeriparban kenyérkészítéshez, valamint a gyümölcsitalok és bor készítése során is hasznosították [11]. Ma már azonban igen széles körben elterjedt a sütőipari, borászati, söripari, textilipari és gyógyszeripari alkalmazásuk, valamint egyre nagyobb szerepet kezdenek játszani a bioüzemanyagok előállításában is. 4. Anyag és Módszer Vizsgálataimat a Növényvédelmi Intézet Mikrobiológiai laboratóriumában végeztem el. A három talajoltóanyagot (Bactofil A10, Biovegetal, Cseh) négy különböző táptalajon szaporítottam fel. Az alap Nutrient táptalaj a baktériumok, míg a Maláta a gomba oltóanyag szubsztrátja. Ezeket egységesen N/M jelöléssel láttam el. A cellulózos táptalajt kiegészítettem speciális szubsztrátokkal, melyek a lignin, szalma és xilán voltak és összességében 1%-os oldatokat kaptam. Az így kapott 36 db tenyészetet 28°C-on, 14 napig, 120 r.p.m-en folyamatosan rázatva inkubáltam. Ezután a kultúrákat egy UWR Vacuum Filtration System típusú 0,2 μm pórusméretű vákuumszűrőn átszűrtem. A felülúszó, számunkra felesleges baktériumokat, gombákat elválasztottam az alulúszó enzimektől. Az enzimeket meghatározott receptek alapján készítettem elő az abszorbancia méréshez. Mindkét enzim abszorbancia mérését egy HITACHI U-2900 típusú spektrofotométerrel végeztem el. Lignin-peroxidáz A Lignin-peroxidáz (LiP, EC 1.11.1.14) aktivitást Tien és Kirk (1984) [21] módszertanát követve, a veratril-alkohol veratril aldehiddé való oxidációja határozza meg 37°C-on A310 (e=9300M-1cm-1 ) abszorbancia növekedés által jelezve. A Lignin-peroxidáz aktivitás egysége a nemzetközi egység (international Unit, IU), melynek értelmében egységnyi aktivitású az az enzim mennyiség, mely adott körülmények között, 1 perc alatt 1μmol szubsztrátot oxidál el [16].
tudományos melléklet
Xilanáz A Xilanáz (Xyl, EC 3.2.1.8/EC 3.2.1.32) enzimaktivitás mérésekor egy nemzetközi kutatócsoport által összeállított módszert alkalmaztunk [17]. A Xilanáz aktivitás egysége a nemzetközi egység (international Unit, IU), melynek értelmében egységnyi aktivitású az az enzim mennyiség, mely a szubsztrátból adott körülmények között, 1 perc alatt 1μmol xilózt szabadít fel [14]. 5. Eredmények és kiértékelésük 5.1. Lignin-peroxidáz Három talajoltóanyag (A10, Bio, Cseh) lignin-peroxidáz (LiP) enzimaktivitását négy különböző szubsztráton (N/M, szalma, lignin, xilán) Tien és Kirk (1984) módszerei alapján vizsgáltam meg spektrofotométerrel, három ismétlésben. Az ismert koncentrációjú veratril aldehid oldatok kalibrációs görbéje alapján következtetni lehet az általam mért minták enzimaktivitására (U/ml). A mért abszorbancia értékek átlagát, azok szórását és a LiP aktivitását az 1. táblázat tartalmazza.
Scientific section
5.2 Xilanáz Ugyanazon három talajoltóanyag xilanáz enzimaktivitását is megvizsgáltam a négy szubsztráton, amit Guerifali et al (2005) módszerei alapján végeztem el. Az ismert koncentrációjú xilóz oldatok kalibrációs görbéje alapján következtetni lehet az általam mért minták koncentrációjára. Az így kapott értékeket a xilanáz Unit definíciója alapján átváltottam U/ml értékekre. A mért abszorbancia értékek átlagát, azok szórását és xilanáz aktivitását a 2. táblázat ábrázolja. Xilanáz 550nm
CSEH
BIOVEGETAL
BACTOFIL A10
Δ Abs
U/ml
Szórás Δ Abs
U/ml
Szórás Δ Abs
U/ml
Szórás
0,27
13,64
0,055
0,183
10,00
0,016
0,197
10,57
0,004
Szalma 0,206
10,96
0,033
0,243
12,51
0,011
0,198
10,62
0,010
Lignin
0,034
3,76
0,005
0,025
3,40
0,013
0,053
4,55
0,032
Xilán
0,310
15,31
0,022
0,554
25,47
0,041
0,059
4,83
0,001
N/M
2. táblázat Talajoltóanyagok különböző szubsztrátokon mért abszorbanciák átlaga (Δ Abs), szórása és enzimaktivitása (U/ml).
Lignin-peroxidáz 310nm
CSEH
BIOVEGETAL
BACTOFIL A10
Δ Abs
U/ml
Szórás
Δ Abs
U/ml
Szórás
Δ Abs
U/ml
Szórás
0,189
0,04
0,027
1,073
0,72
0,050
0,265
0,1
0,049
Szalma 1,634
1,16
0,369
1,554
1,1
0,199
1,581
1,12
0,162
Lignin
2,548
1,87
0,006
2,294
1,67
0,293
2,543
1,87
0,116
Xilán
1,024
0,69
0,258
1,381
0,96
0,138
0,905
0,59
0,012
N/M
1. táblázat Talajoltóanyagok különböző szubsztrátokon mért abszorbanciák átlaga (Δ Abs), szórása és enzimaktivitása (U/ml). A kijelölt értékekhez tartozó oltóanyagok kiemelkedő LiP aktivitást mutattak. A szemléletesség érdekében az enzimaktivitás (U/ml) értékeket diagramon ábrázoltam (1. diagram). Mivel az oltóanyagokat különböző szubsztrátokon tenyésztettem ki, így érdemesnek láttam az alapján csoportosítani az eredményeket. A Biovegetal mind a négy szubsztráton magas aktivitást mutatott. Az N/M táptalajon több mint hétszeres értéket (0,72 U/ml) ért el, a két másik oltóanyaghoz képest. A szalma és lignin táptalajon jól közelítette, míg a xilánon 30%-al meg is haladta a másik kettő oltóanyag aktivitását. A szalma táptalajon mért LiP aktivitások egységesen, 0,1U/ml körüli értéket vesznek fel, ami összehasonlítva a többi szubsztráttal egy átlagos érték. Jól látható, hogy a specifikusan lignint tartalmazó táptalajon kiemelkedő enzimaktivitása van mind a három oltóanyagnak (Cseh: 1,87U/ml, Bio: 1,67U/ml, A10: 1,87U/ml).
A 2. táblázatban megjelöltem a kiemelkedő xilanáz aktivitás értékeket. Az összes xilanáz aktivitás értéket a szemléletesség érdekében a 2. diagramon ábrázoltam. Az adatok csoportosítása itt is a szubsztrátok alapján történt. Jól leolvasható, hogy egyes oltóanyagok adott szubsztrátokon kiemelkedő eredményeket értek el a xilanáz aktivitás vizsgálata során. Az egyetlen gombákat tartalmazó oltóanyag az N/M alap táptalajon kiemelkedő értékeket ért el (13,64 U/ml). Továbbá megfigyelhető, hogy a lignint tartalmazó táptalajon a vártak alapján mért Xyl aktivitások elenyészőek voltak a többi szubsztráton mértekhez képest. A szalma szubsztráton mért aktivitások mind a három oltóanyag esetében egységes képet mutatnak, 10-12 U/ml körüli értékek olvashatóak le. Összességében az N/M, szalma és lignin táptalajon mindhárom oltóanyag közel hasonló aktivitást mutatott. Viszont a nyírfa xilánnal kiegészített táptalajon a legkiemelkedőbb értéket (25, 47 U/ml) érte el a Biovegetal baktérium oltóanyag.
2. diagram Talajoltóanyagok különböző szubsztrátokon mért xilanáz enzim aktivitása U/ml egységben kifejezve, szórással ábrázolva
1. diagram Talajoltóanyagok különböző szubsztrátokon mért lignin-peroxidáz enzim aktivitása nemzetközi egységben (U/ml) kifejezve, szórással ábrázolva.
6. Következtetések Három mezőgazdaságban használt oltóanyagnak mértem a ligninperoxidáz és a xilanáz aktivitását. A vizsgálatom eredményei alapján azt a legfontosabb következtetést vontam le, hogy mind a három oltóanyag (Bactofil A10, Biovegetal, Cseh) termelte mindkét enzimet. Ennek mértéke viszont nagyban függ az oltóanyagtól,
8 . é v f o ly a m 1 . s z á m
Biohulladék
19
tudományos melléklet
Scientific section
vagyis a benne található mikroorganizmusok tulajdonságaitól és azok mennyiségétől is a készítményekben. A vizsgálatom során használt négy szubsztrátnak (N/M, szalma, lignin és xilán) a szerepe is megfigyelhető az eredményekben. A legintenzívebb LiP aktivitást a vártak szerint a lignint tartalmazó táptalajon mértem. A második leghatékonyabbnak a szalma szubsztráton nevelt oltóanyagok bizonyultak, ugyanis ez a növényi maradvány is sok lignocellulózt tartalmaz. Ezen eredmények alapján valószínűsíthető, hogy a kijutatott oltóanyagok segíthetnek a tarlómaradványok bontásában, azok talajba forgatása után. A xilanáz aktivitás szintén nem okozott nagyobb meglepetést mivel a nyírfa xilán táptalajon volt a legmagasabb. Itt a szalmán a másik kettő szubsztráthoz képest nem kiemelkedőek az eredmények. Az oltóanyagok között kimagasló aktivitásokat mutatott tehát a Biovegetal baktérium talajoltóanyag. Ennek oka magyarázható azzal, hogy a benne található mikroorganizmusok, mint például a nitrogénkötő és foszformobilizáló baktériumok (Azotobacter sp, Rhizobium sp) jelen vannak és részt vesznek a szervesanyagok intenzív lebontásában. A Biovegetal továbbá a többi oltóanyagnál egy nagyságrenddel magasabb csíraszáma (2,1*106) révén is mutathatott magasabb enzimaktivitásokat. A Cseh néven jelzett készítmény, egy Gymnopilus sp és Thermomyces sp szaprofita gomba törzseket biztosan tartalmazó talajoltóanyag. Összetételéből adódóan képes a xilán hatékony bontására, mely a szaprofita gombák fő feladatai közé tartozik a természetben. Mivel ezekkel az oltóanyagokkal még nem végeztek ilyesfajta vizsgálatokat, így az enzimaktivitások összehasonlítása nem megvalósítható, csak közelítőleg becsülhető ezen oltóanyagok lignin és xilánbontó képessége. Az általam vizsgált oltóanyagokban jelenlévő egyes baktériumokkal és gombákkal végeztek enzimaktivitás vizsgálatokat. Példaként a Bactofil A10-ben található Bacillus sp és Streptomyces sp xilanáz aktivitására Subramaniyan és Prema (2002) [18] 11,5U/ ml és 3.5U/ml értékeket adott meg, Maheswari és Chandra (2000) [19]. Streptomyces sp –re pedig 22-35U/ml közötti értéket. Ezzel összehasonlítva elmondható, hogy a Bactofil A10 xilanáz aktivitása (10,57 U/ml) a N/M táptalajon nem elhanyagolható. Hasonló ös�szehasonlítás végezhető el a Cseh talajoltóanyaggal. Guerifali (2008) nyomán végeztem a xilanáz aktivitás mérését. Az általa végzett kísérletben a Talaromyces thermophilus, ami ugyancsak szaprofita gomba, 6,25U/ml xilanáz aktivitás értéket mutatott. Ezekkel egybevetve a Cseh oltóanyag N/M szubsztráton végzett vizsgálata során mért érték (13,64 U/ml) jól közelíti a jó xilán bontó gombákét. A lignin peroxidázzal végzett kísérletek egyikében X. Fujian et al (2001) [20] SmF-en 61,67U/l (0,062U/ml) míg SSF-en 365,12U/l (0,365U/ ml) értékeket mértek. Továbbá a szalmaszár, búzakorpa 51:2 arányú adagolásánál 1836,78 U/l (1,836U/ml) aktivitás értéket kaptak. Ezen eredményekkel összehasonlítva az általam mért aktivtás értékeket, megállapítható, hogy a lignin táptalajon mért legmagasabb 1,87U/ ml aktivitás érték igen jónak számít, és a többi sem elhanyagolható nagyságú. A fent említett pár összehasonlítás alapján elmondható, hogy az általam vizsgált oltóanyagok megfelelő aktivitást mutatnak egy részletesebb vizsgálat folytatásához. 7. Javaslat Javaslom a további kísérletek szántóföldre való kihelyezését, ezzel a természetes közegében is vizsgálhatóak lennének az oltóanyagok. Továbbá a laboratóriumban kapott eredményeim összehasonlíthatóak lesznek akkor, ha a talajoltóanyagokat működésük közben vizsgálhatnánk, és mérhetnénk a talajban a tényleges enzimaktivitásokat. Ezzel nem csak megerősítést kaphatnánk az eddigi eredményekre, hiszen a gazdák számára már beszerezhetőek ezek az anyagok és a termésnövelő tulajdonságait is már számtalanszor bizonyította, hanem mindezek mellett a lebontási folyamatok sebessége és hatékonysága is tanulmányozhatóvá válna. A további
20
Biohulladék
8 . é v f o ly a m 1 . s z á m
kísérletek folyamán fontos lenne egy kiterjedtebb összsejtszám meghatározás is. Ezáltal lehetővé válna az oltóanyagok aktivitásának reprezentatív összehasonlítása mind laboratóriumban mind szántóföldön egyaránt. 8. Összefoglalás A mezőgazdaság számára szükség van olyan környezetkímélő, természet közeli technológiák alkalmazására, amivel csökkenteni lehet a mai világban elterjedt műtrágyák használatát, a termésátlag és a növényvédelem szintjének szinten tartása mellett. A megoldások között szerepelhetnek a talajoltóanyagok, amelyek a talaj mikrobiológiai aktivitását serkentik, ezáltal a növényi maradványok is képesek feltáródni a termesztett növények hasznára. Dolgozatomban három mezőgazdaságban használt talajoltóanyagnak vizsgáltam a lignin-peroxidáz és a xilanáz aktivitását. Ezen enzimek képesek a növényi sejtfal anyagainak lebontására. Céljaim között szerepelt az oltóanyagok enzimaktivitásának meglétének bizonyítása. Emellett kíváncsi voltam, hogy a kiválasztott enzimek működésére milyen hatással vannak egyes kiegészítő szubsztrátok. Az enzimaktivitásokat egy már kifejlesztett módszer alapján vizsgáltam spektrofotométer segítségével. A vizsgálatom során mindhárom oltóanyagnál (Bactofil A10, Biovegetal, Cseh), laboratóriumi körülmények között végzett vizsgálat során, mind a négy szubsztráton (N/M, lignin, szalma, xilán) mérhető enzimaktivitást sikerült kimutatnom. Az eredményekből következtetni lehet, hogy az összes oltóanyag képes a lignin és a xilán lebontására egyaránt. Az enzimaktivitás értékek alapján viszont elmondható, hogy a Biovegetal mindközül kiemelkedő teljesítményt nyújtott. A referencia értékekkel történő összehasonlítás során megállapítottam, hogy az általam mért értékek jól közelítik a mások által mért aktivitásokat. Ezek alapján érdemesnek látom a kísérlet további szántóföldre történő kihelyezését, ahol bizonyíthatnám az oltóanyagok egyéb felsorolt hasznát is. Összességében megállapítható, hogy van értelme energiát belefektetni a talajoltóanyagok segítségével történő növényi maradványok lebontásába. Ugyanis ezzel a természetes segítséggel visszaszoríthatnánk a műtrágyák használatát, ezzel csökkentve az intenzív mezőgazdaságból adódó környezeti terhelést. Irodalom jegyzék [1] AU-RR/10/23 Referencia riportok: A Bactofil A10 és B10 „bacik” dél-alföldi tapasztalatairól, AgrárUnió 2010. 10-11sz [2] AGRBIO KFT: 5 nyomós ok a Bactofil-os őszi talajaktiválásra. Szórólap. [3] SOLTI GÁBOR (2004): Talajoltó baktériumtrágyák. Magyar mezőgazdaság 2004. 39.sz. 19. p. [4] MURÁNYI ATTILA. (2006): NKFP 3-020-05: Modern mérnöki eszköztár kockázat-alapú környezetmenedzsment megalapozásához. Szakmai jelentés. 65-68. pp. [5] NEMZETI ÉLELMISZERLÁN-BIZTONSÁGI HIVATAL (2013): Termésnövelők adatbázisa http://airterkep.nebih.gov.hu/TN/ Engedelykereso/Kereso.aspx, (2013. október) [6] AGROKER, NYÍREGYHÁZA: Talajkondícionálók: Bactofil A10: http://www.agrokerholding.hu/-index.php?tid=3043 (2013. szeptember) [7] MEZŐGAZDASÁGI SZAKIGAZGATÁSI HIVATAL KÖZPONT: BioVegetal forgalomba hozatali és felhasználási engedélye, http:// www.nebih.gov.hu/data/cms/129/251/biovegetal.pdf (2013. október) [8] PAPP MÁRIA (2010): A növényi sejt. Debreceni Egyetem, Debrecen 130p., 79-91. p. [9] GYURJÁN ISTVÁN (1996): Növényszervezettan, ELTE Eötvös Kiadó 334p. 107- 114. p.
tudományos melléklet
[10] JAKUCS ERZSÉBET (2006): A Mikológia alapjai. Budapest: ELTE Eötvös Kiadó. 233p., 147-48. p. [11] POLIZELI, M. L. T. M., RIZZATTI, A. C. S., MONTI, R., TERENZI, H.F., JORGE, J.A., AMORIM, D. S. (2005): Xylanases from fungi: properties and industrial applications. Appl Microbiol Biotechnol 67: 557-591pp. [12] HELMECZI BALÁZS (1994): Mezőgazdasági mikrobiológia, Mezőgazda Kiadó, Budapest 424p. [13] JAKUCS ERZSÉBET, VAJNA LÁSZLÓ (szerk) (2003): Mikológia, Agroinform Kiadó, Budapest. 477p., 142-150. p. [14] SZENDEFY JUDIT (2005): Xilanáz enzimek előállítása szilárd fázisú fermentációval és papíripari hasznosításuk, Doktori (PhD) értekezés, BME, Budapest, 109p. [15] HEGEDÜS IMRE, NAGY ENDRE, KUKOLYA JÓZSEF, BARNA TERÉZ, FEKETE CSABA ATTILA (2010): Hemicelluláz enzimek stabilizálása nano-réteggel. Műszaki szemle 52. pp.15-20 [16] CAVALLAZZI, J. R. P., DE S. BRITE M., DE A. OLIVEIRA M. G., VILLAS BOAS S. G. & KASSUYA M. M. C.(2004): Lignocellulolytic enzymes profile of three Lentinula edodes (Berk.) Pegler strains during cultivation on eucalyptus bark-based medium. Food, Agriculture &Environment. 2(1): 291-297
Scientific section
[17] GUERIFALI, M., GARGOURI, A.,& BELGHITH, H., (2008): Talaromyces thermophilus β-d-Xylosidase: Purification, Characterization and Xylobiose Synthesis. Applied Biochemistry and Biotechnology. 150:3. pp267-279 [18] SUBRAMANIYAN, S. AND PREMA, P. (2002): Biotechnology of Microbial Xylanases: Enzymology, Molecular Biology, and Applications, Vol. 22, No. 1 :page: 33-64 [19] MAHESWARI, M. UMACHANDRA, T. S.(2000): Production and potential applications of a xylanase from a new strain of Streptomyces cuspidosporus, World Journal of Microbiology and Biotechnology, Volume 16, Issue 3, 257-263. pp. [20] XU FUJIAN, CHEN HONGZHANG, LI ZUOHU (2001) Solid-state production of lignin peroxidase (LiP) and magnaese peroxidase (MnP) by Phanerochaete chrysosporium using steam-exploaded straw as substrate Bioresource Technology 80 (2001) 149-151. pp. [21] TIEN, M. AND KIRK, T. K (1984): Lignin-degrading enzyme from Phanerochaete chrysosporium purification, characterization, and catalytic propoerties of a unique H2O2-requiring oxigenase. Proc. Natl. Acad. Sci. 81: 2280-2284. pp.
Enzyme activity assay of agricultural soil inoculants on different substrates Agriculture needs using environmentally saving, nature-friendly technologies. One option for this can be the soil inoculants. It contains a mixture of specific bacterial and fungal strains producing different enzymes. These enzymes can degrade several organic matters, like polysaccharides. Soil inoculants are useful in agriculture, because they might decompose crop residues. During my laboratory work I have assaied the activity of two various enzyms of three soil inocuants on four substrates. All of the agricultural soil inoculants produced mesurable both lignin-peroxidase and xylanase. One of them, namely the Biovegetal, reached top ranking values. Both of the enzymes were the most active on their own substrates. Further studies should be carried out on the fields, among natural conditions.
8 . é v f o ly a m 1 . s z á m
Biohulladék
21
tudományos melléklet
Scientific section
Csiperkegomba komposztok, mesterségesen szennyezett vizekből történő Cu2+ megkötő képességének vizsgálata, rázatásos módszerrel Klemencz Balázs – Szent István Egyetem, Környezetgazdálkodási agrármérnök BSc III. évf. Czikkely Márton – PhD és hD hallgató, Szent István Egyetem, Kémia és Biokémia Tanszék, Gödöllő
Bevezetés Napjainkban, a környezetvédelem és az alternatív energiaforrásokkal való gazdálkodás, egyre nagyobb hangsúlyt kap. Ennek fényében, az ipari és lakossági fogyasztásból származó hulladékokat és egyéb melléktermékeket is körültekintően kell kezelni. Ez alól a keletkezett szennyvizek tisztítása sem kivétel. Az ipari és kommunális eredetű szennyvizek tisztítása során, kiemelten fontos a nehézfém tartalom lehető legnagyobb mértékű csökkentése (CZIKKELY et al., 2012). Munkámban olyan alternatív nehézfém eltávolítási javaslatot szándékozom bemutatni, mellyel – reményeim szerint –sikeresen lehet a szennyvizek nehézfém (azon belül is Cu2+) tartalmát megkötni és így eltávolítani. Kutatási témám, a SZIE Kémia és Biokémia Tanszéken folyó vizsgálatok sorában, fontos helyet foglal el. Kutatásomat 2012 októberében kezdtem el, és célom, hogy szakdolgozatom is ebből a kutatási témából szülessen. Vizsgálataimat mesterségesen szennyezett vizekkel (törzsoldatokkal) végeztem el. A megkötéshez csiperkegomba komposztot használtam fel. Munkám lényege az volt, hogy a komposztok viszonylag nagy fajlagos nehézfém megkötő képességét kihasználva, az elkészített Cu2+ törzsoldatokból megköttessem a nehézfém tartalmat. A réz, cink és kadmium tartalmú szennyvizek különböző iparágak termelése során keletkeznek. A nehézfémek növekvő felhalmozódása a környezetben új és egyre fejlettebb szennyvíztisztítási technológiák elterjedését eredményezi. Ehhez kapcsolódóan, Bakkaloglu et. al, 1998 egy bioszorpción és ülepítésen alapuló technológiát dolgoztak ki. Bakkaloglu et. al, 1998 tanulmánya kiterjedt az olyan különböző típusú hulladék biomassza alapú tisztítási technológiák összehasonlítására, mint a baktériumokat, élesztőgombákat, és eleveniszapot felhasználó módszerekre, továbbá ezek hatékonyságának összehasonlítását is elvégezték az ülepítési / bioszorpciós technológiákéval. A bioszorpciós eljárás során az A. nodosum, S. rimosus és az F. vesiculosus fajok segítségével sikeresen akkumulálták a réz, cink és nikkel ionokat. Vizsgálataink alapján megállapították, hogy az A. nodosum, az S. rimosus, az F. vesiculosus és a P. chrysogenum fajok a legalkalmasabbak a nehézfémek megkötésére a szennyvizekből. A nehézfémek (Cd, Pb, Cu, Zn, and Ni) előfordulását és sorsát vizsgálta a szennyvizekben Karvelas et. al (2003) a görögországi Thessaloniki város szennyvíztisztító telepén működő eleveniszapos technológia elemzésével. A vizsgálatukhoz felhasznált és elemzett hat féle szennyvíz- és szennyvíziszap mintákat a telep különböző pontjain vették, nevezetesen mindkét típusból vettek mintát az elsődleges ülepítő tartály befolyó és kifolyó részén, illetve csak a szennyvízből a másodlagos ülepítő tartályból. Vizsgálataik során exponenciális összefüggést találtak a nehézfém megoszlási
22
Biohulladék
8 . é v f o ly a m 1 . s z á m
hányados (log Kp) és a szuszpendált szilárd koncentráció között. A Pb kivételével az összes nehézfém előfordulási gyakorisága a szennyvízmintákban majdnem 100%-os volt, csak a Pb volt 90%-os. Karvelas et. al (2003) munkájukban arról számoltak be, hogy az egyes nehézfémek közötti fáziseloszlás nagyon keveset változott a tisztítási folyamat során. Ulmanu et. al (2003) munkájuk során a réz és kadmium ionok megkötésére aktív szenet, komposztot, cellulózpépet, szennyvíziszapot használtak fel. Vizsgálataik azt mutatják, hogy a réz megkötése a szennyvíziszapot kivéve, a többi anyaggal sikeres volt. Qudais and Moussa (2004) bemutatták, hogy az ozmózisos és a nanoszűréses technológiák kiválóan alkalmasak a szennyvizek nehézfém tartalmának megkötésére. Az állításuk alapjául szolgáló vizsgálatokhoz laboratóriumi körülmények között elkészített réz és kadmium tartalmú „szennyvíz” mintákat használtak fel. Vizsgálati eredményeik azt mutatták, hogy az ozmózis és a nanoszűrés a réz esetében 98%-os a kadmium esetében 99%-os hatékonysággal működött. A réz eltávolítás hatékonyságának köszönhetően, a szintetikus szennyvízmintákban az átlagos réz koncentráció 3,5 ± 0,7 ppm értékre csökkent. Seelsaen et. al (2006) kísérleteikben csapadékvízből kötötték meg a nehézfémeket komposztok és homok segítségével. A komposzt esetében megállapították, hogy a legjobb fizikai-kémiai tulajdonságokkal rendelkezik a réz és cink ionok megkötéséhez. A komposzt nehézfém megkötő tulajdonsága pH 5 értéken megfelelt a Langmuir egyenlet szerinti 11,2 mg/g értéknek. Megfigyelték, hogy a komposzt, homok és egyéb anyagok különböző keverékei, növekvő nehézfém megkötési hatékonyságot eredményeztek (Zn 75-96%, Cu 90-93%). Későbbi vizsgálataik során, Seelsaen et. al (2007) nehézfém szorpciós eredményeinek következtetései a komposztok 88-97%-os hatékonyságán alapultak. A komposzt relatív adszorpciós affinitása a nehézfémekre az alábbi sorrend szerint alakult: Pb2+ > Cu2+ > Zn2+. A nehézfém adszorpció a Freundlich izoterma szerint alakult. Kutatásaik bebizonyították, hogy a kisebb szemcseméretű komposztoknak jobb adszorpciós tulajdonságai vannak. Kocasoy és Güvener (2008) kutatásai ipari szennyvizek nehézfém tartalmának komposzttal történő megkötésén alapultak. Vizsgálták a Cu, Zn, Ni, és Cd megkötő képességet. A kísérletek kezdetén a kísérleti térben (Batch-reaktorban) a kezdeti nehézfém koncentrációk 100-1000 mg/l közötti értéket mutattak. Vizsgálataik során megfigyelték, hogy a komposztok több alkalommal is felhasználhatóak nehézfémek megkötésére. A kutatás egyik következtetése az volt, hogy a komposzt magas vízvisszatartó képességgel bírt a kadmiumot kivéve, a többi általuk vizsgált nehézfémre (Cu, Zn, és Ni). További javaslatként, a komposztok
tudományos melléklet
későbbi ipari alkalmazását sikeresnek vélték a nehézfém megkötés terén. Selling et. al (2008) szerint ki kell terjeszteni a biogáz gyártás során keletkező szilárd biogáz fermentumnak (a komposztokhoz hasonló) mezőgazdaságban való felhasználását. Ugyanakkor ez a tevékenység magában hordozza a nemkívánatos nehézfémek környezetterhelő/károsító voltát. Vizsgálatuk során két lépcsőben fermentált biogáz maradékanyagot és komposztot használtak fel. Munkájukban, a 6 napon át, különböző eredetű csurgalékvizeket használtak fel, illetve vizsgálták, hogy a szilárd fermentum és komposzt, milyen nehézfém megkötő tulajdonsággal rendelkezik a mintákra nézve. Arra az eredményre jutottak, hogy a Ni esteében 70%, a Zn esetében 40%, míg a Cd-nál 25%-os az megkötődési hatásfok. Egyedül a Cu és a Pb esetében mértek jelentéktelen megkötődést. Anyag és módszer Alkalmazott anyagok Az alkalmazott anyagok az alábbiak voltak: csiperkegomba komposzt és az általunk elkészített, mesterségesen szennyezett vizek (törzsoldatok). A kutatásunk során felhasznált csiperkegomba komposzt mintákat, egy erre a célra szakosodott hazai kistermelő cég telepéről szereztük be (1. ábra). A begyűjtött csiperkegomba komposzt az alábbi fizikai-kémiai paraméterekkel rendelkezett (az adatokat a cég bocsájtotta rendelkezésünkre): Szárazanyag-tartalom pH N tartalom P tartalom K tartalom Ca tartalom Mg tartalom
35 % 6,9 0,8 % 0,6 % 0,9 % 3,0 % 0,3 %
1. táblázat: A felhasznált csiperkegomba komposzt fizikai-kémiai tulajdonságai Ahogy a táblázatban is látható, a csiperkegomba komposzt N,P,K és Mg tartalma viszonylag alacsony értéket mutatott. A pH értéke közel semleges volt, a szárazanyag-tartalma pedig a gomba komposztokra jellemző értéket mutatott. Vizsgálatainkat mesterségesen szennyezett vízmintákkal, vagyis általunk elkészített, ismert Cu2+ koncentrációjú törzsoldatokkal végeztük el. A célunk a törzsoldat elkészítése során az volt, hogy 1000 mg/l Cu2+ koncentrációjú oldatot készítsünk, melyet a későbbiekben, a kívánt koncentrációra tudunk hígítani. Az elkészítés során CuSO4 * 5 H2O formából dolgoztunk. A kapott 1000 mg/l koncentrációjú oldatból hígítási sorozatot készítettünk, az alábbi koncentrációkban: 100 mg/l, 50 mg/l és 25 mg/l. A hígítási oldatsorozat elkészítésére azért volt szükség, hogy a vizsgálataink során, a koncentrációk alapján tudjunk következtetni a komposzt Cu2+ megkötő képességére (a koncentráció függvényében). Alkalmazott módszerek
Scientific section
nagy felületi megkötő képességét kihasználva, az elkészített törzsoldataink Cu2+ tartalmának egy részét megköttessük, így egy közelítő megkötési hatásfokot is tudjunk meghatározni. Az alkalmazott módszerünk, egy a SZIE Kémia és Biokémia Tanszéken kidolgozott, rázatásos technikával történő megkötési módszer volt. A rázatáshoz egy síkrázógépet használtunk (típusa: Yellow line OS5 basic, Ika Werke GMBH and CO KG, Germany). A rázatások során, mindegy egyes mintánál ugyanazon beállításokat alkalmaztuk, melyek az alábbiak voltak: 480 fordulat/min és 50 min rázatási időtartam. A rázatáshoz bemért minták mennyiségei: 10 g komposzt és 30 ml törzsoldat. A rázatást követően, szűrést alkalmaztunk, hogy a szilárd és folyadék halmazállapotú fázisokat elválasszuk egymástól. Ezt követően, a kapott szűrleteket, a Cu2+ tartalom méréséhez előkészítettük. A szűrletek roncsolása A szűrést követően, a kapott szűrleteket roncsoltuk. Erre azért volt szükség, hogy a komposztból átkerülő szerves anyag tartalom, ne legyen zavaró hatással a mérés során. A roncsolást a SZIE Kémia és Biokémia Tanszék roncsoló laborjában végeztük el, Milestone 1200m típusú roncsoló készülékkel. A roncsolásra a mintákat elő kellett készíteni, mégpedig az alábbi módon. Minden egyes szűrletből 5 ml mennyiséget bemértünk egy teflon bombába, majd 5 ml HNO3 és 1 ml H2O2 reagenst adtunk hozzá. Egy körben 6 mintát tudtunk leroncsolni (6 teflon bombában). Ezt követően, a bombákat a roncsoló gépbe helyeztük, és 4 * 6 min időtartamban elvégeztük a roncsolást. A program lejártát követően, 30 min időtartamban vízfürdőt alkalmaztunk. Ezt követően, a lehűtött mintákat leszűrtük, majd 25 ml-es mérőlombikokba töltöttük, és desztillált vízzel jelre állítottuk. Ennek következtében, az eredetileg bemért 5 ml mennyiségű minták 5x hígítva lettek, így a mérés során körültekintőnek kellett lenni a mérés alsó határát illetően. A roncsolást követően, a kapott minták Cu2+ tartalmát atomabszorpciós spektrométeren mértük le. A méréshez, egy Cu és Zn tartalom mérésére is szolgáló, kombinált lámpát alkalmaztunk. A méréshez standard sorozatot készítettünk 100; 50; 25; 10; 5 és 2 mg/l koncentrációban. Először ezek (ismert Cu2+) tartalmához tartozó abszorbancia értékeket mértük le. Ezt követték a minták mérései. Eredmények és értékelésük A standard sorozat mérése során kapott abszorbancia értékekből és a már ismert koncentráció értékekből, kalibrációs egyenest készítettünk, MS Excel program segítségével. Először felvettük az abszorbancia és koncentráció értékekből kapott pontokat, majd lineáris trendvonalat illesztettünk a pontokra. A standard sorozat mérése során leolvasott abszorbancia értékeket, valamint az átlag és szórás értékeket a 2. táblázat mutatja be. Konc. (mg/l) 100 50 25 10 5 2
A1 1,225 0,801 0,493 0,194 0,098 0,038
A2 1,251 0,855 0,493 0,195 0,101 0,040
A3 1,000 0,852 0,492 0,193 0,100 0,042
Átlag 1,159 0,836 0,493 0,194 0,100 0,040
Szórás 0,138 0,030 0,020 0,001 0,002 0,002
2. táblázat A standard sorozatok abszorbancia (A) értékei
Rázatásos módszerrel történő Cu2+ megkötés Célunk az volt, hogy a csiperkegomba komposztok fajlagosan
8 . é v f o ly a m 1 . s z á m
Biohulladék
23
tudományos melléklet
Scientific section
A leroncsolt mintákat, a standard sorozatot követően mértük. A vak minta (desztillált víz) lemérése során kapott abszorbancia értékeket, az eredmények kiértékelése során levontuk a mért abszorbancia értékekből. A kapott értékek az 3. táblázatban láthatók. Konc. (mg/l)
A1
A2
A3
100
0,005 0,004 0,002
0,004 0,004 0,003
0,005 0,003 0,003
0,006 0,006 0,004
0,008 0,007 0,006
50
0,002 0,001 0,001
0,001 0,001 0,002
0,001 0,001 0,001
0,004 0,003 0,003
25
0,000 0,000 0,000
0,000 0,000 0,000
0,000 0,000 0,000
0,002 0,002 0,002
Korrekció
Átlag
Szórás
0,008 0,006 0,006
0,421 0,364 0,307
0,066 0,033 0,066
0,004 0,004 0,005
0,004 0,004 0,004
0,230 0,211 0,230
0,000 0,033 0,057
0,003 0,003 0,003
0,003 0,003 0,003
0,153 0,153 0,153
0,033 0,033 0,033
3. táblázat A minták mérési eredményei a korrekcióval számolva A kiszámolt koncentráció értékeket, a 4. táblázat mutatja be. Eredendő minta konc. (mg/l)
Konc. (mg/l)
Átlag
100
0,345 0,345 0,230
0,460 0,402 0,345
0,460 0,345 0,345
0,421 0,364 0,307
50
0,230 0,172 0,172
0,230 0,230 0,287
0,230 0,230 0,230
0,230 0,211 0,230
25
0,115 0,115 0,115
0,172 0,172 0,172
0,172 0,172 0,172
0,153 0,153 0,153
4. táblázat A minták Cu2+ koncentrációja A minták Cu2+ koncentrációját és ezzel párhuzamosan, a rázatásos módszer (megkötés) hatásfokát, az alábbiakban, összefoglalva is megadjuk. Ez alapján látható, hogy mind a három koncentráció érték esetében, a megkötési hatásfok 99% volt. 25 mg/l törzsoldatnál Rázatáshoz használt törzsoldat 30 cm3 oldatban volt 0,75 mg Cu2+ A minták esetében 0,003 mg Cu2+ nem kötődött meg A hatásfok 99% (10 g komposzton megkötődött Cu2+ mennyisége 0,747 mg) 50 mg/l törzsoldatnál Rázatáshoz használt törzsoldat 30 cm3 oldatban volt 1,50 mg Cu2+ A minták esetében 0,004 mg Cu2+ nem kötődött meg A hatásfok 99% (10 g komposzton megkötődött Cu2+ mennyisége 1,496 mg) 100 mg/l törzsoldatnál Rázatáshoz használt törzsoldat 30 cm3 oldatban volt 3,00 mg Cu2+ A minták esetében 0,007 mg Cu2+ nem kötődött meg
24
Biohulladék
8 . é v f o ly a m 1 . s z á m
A hatásfok 99% (10 g komposzton megkötődött Cu2+ mennyisége 2,993) Következtetések és javaslatok Munkánk eredményeiből levont következtetéseinket, az alábbi főbb pontokban foglaljuk össze: • Az eddigi vizsgálatok alapján elmondható, hogy még nem lehet egyértelműen következtetni az adszorpció maximumára • Ebből kifolyólag, szükséges a koncentrációk emelése (150-200250 mg/l értékig) • Ugyanezen vizsgálatokat kell az új koncentrációk esetében is elvégezni • A későbbiekben, a megkötést további nehézfémekre (Zn, Cd, Mn) is szeretném elvégezni • Ez utóbbi alapján lehet majd eldönteni azt, hogy a különböző nehézfémek együttes jelenléte miként befolyásolja a megkötés hatékonyságát Összefoglalás Munkámban egy olyan módszert alkalmaztam, melyet témavezetőm dolgozott ki, és fejleszt a Tanszéken. Ez a módszer a rázatásos módon történő megkötés. Előre beállított rázatási fordulatszámmal (480 f/min) és időtartammal (3x50 min) dolgozva, könnyen be lehet állítani a komposzt és a szennyvíz együttes tartózkodási feltételeit. A hígítási koncentrációkat három párhuzamosban alkalmaztam, a rázatáshoz bemért komposzt tömege minden esetben 10 g volt. A rázatást követően, a kapott mintákat leszűrtem (vákuum szűrőn is) és elroncsoltam, hogy a szerves anyagok jelenléte ne legyen zavaró hatással a Cu2+ mérés során. A roncsolást szabvány szerint előírt módon végeztem, HNO3 és H2O2 reagensek segítségével. A kapott szűrletek Cu2+ tartalmát atomabszorpciós spektrométer segítségével mértem le. A mérések eredménye alapján megállapítható, mindegyik koncentráció esetében közel maximális (99%-os) hatásfokot értünk el. Ezek alapján elmondható, hogy még nem tudunk egyértelműen következtetni a megkötési maximumára, vagyis további vizsgálatok szükségesek, magasabb koncentráció tartományban. Felhasznált irodalom Bakkaloglu, I. et al. (1998): Screening of various types biomass of removal and recovery of heavy metals (Zn, Cu, Ni) by biosorption, sedimentation and desorption. In: Water Science and Technology 38: 269-277. Barakat, M. A. (2010): New trends in removing heavy metals from industrial wastewater. In: Arabian Journal of Chemistry, 410-415. Czikkely, M., Itimad Ibrahim, Zsarnóczay, J.S. (2012): Sustainable water management and water supply. In: Journal of Landscape Ecology 10 (2): 415-420. Farrell, M., Jones, D. L. (2009): Heavy metal contamination of a mixed waste compost: Metal speciation and fate. In: Bioresource Technology 100: 4423-4432. Karvelas, M. et al. (2003): Occurence and fate of heavy metals in the wastewater treatment. In: Chemosphere 53: 1201-1210. Kocasoy, G., Günever, Z. (2008): Efficiency of compost in the removal of heavy metals from the industrial wastewater. In: Environmental Geology 57: 291-296. Qudais, H. A., Moussa, H. (2004): Removal of heavy metals from wastewater by membrane processes: a comparative study. In: Desalination 164: 105-110.
tudományos melléklet
Scientific section
Seelsaen, N. et al. (2006): Pollutant removal efficiency of alternative filtration media in stormwater treatment. In: Water Science and Technology 54 (6-7): 299-305. Seelsaen, N. et al. (2007): Influence of compost characteristics on heavy metal sorption from synthetic stormwater. In: Water Science and Technology 55 (4): 219-226. Selling, R. et al. (2008): Two-stage anaerobic digestion enables heavy metal removal. In: Water Science and Technology 57 (4): 553-558. Ulmanu, M. et al. (2002): Removal of copper and cadmium ions from diluted aqueous solutions by low cost and waste material adsorbents. In: Water, Air, and Soil Pollution 142: 357-373.
Analysis of the Cu2+ absorption capacity of champignon composts by the shaking technique using artificially polluted water Summary In my work I applied the method of absorption through shaking that was elaborated and developed by my supervisor at the Department of Chemistry and Biochemistry. With pre-set revolution (480 f/min) and time (3x50 min) for the shaking, the joint retention requirements for compost and waste water can easily be set. I applied dilution concentrations in three parallel samples, the mass of compost measured for shaking was 10 g in each case. Following shaking the samples were filtered (including the use of vacuum filter) and decomposed in order to prevent the organic materials from disturbing Cu2+ measurements. Decomposition was conducted as required by the standard, with the help of HNO3 and H2O2 reagents. The Cu2+ content of the resulting filtrates was measured using an atomic absorption spectrometer. Based on the results of measurements it can be concluded that for each concentration close to maximum (99%) efficiency was achieved. Consequently, it is not possible to draw clear conclusions about the maximum absorption capacity of champignon compost, thus further tests are needed using larger concentrations.
8 . é v f o ly a m 1 . s z á m
Biohulladék
25
tud o m á n y o s m e l l é k l e t
Sci e nti f ic s e c t i o n
A mechanikai-biológiai hulladékkezelés során képződő stabilizált hulladék légzési intenzitásának vizsgálata Dr. Gulyás Miklós – Dr. Béres András – Dr. Dér Sándor – Dr. Aleksza László Szent István egyetem, Mezőgazdasági és Környezettudományi Kar, Víz- és Hulladékgazdálkodási Tanszék
Bevezetés A mechanikai-biológiai hulladékkezelés (MBH) a vegyesen gyűjtött települési szilárd hulladék és az egyéb eljárások (pl.: szelektív hulladékgyűjtés és utóválogatás) után keletkező maradék hulladék kezelésére szolgál, amely az osztályozási, dúsítási eljárásokat (mechanikai) kombinálja az olyan biológiai eljárásokkal, mint például a komposztálás (biológiai) (Lonardo et al. 2012). Az eljárás alapvető célja a hulladék környezeti veszélyességének (pl.:szag, fertőzőképesség), térfogatának, tömegének csökkentése, a szerves anyagok biológiai stabilizálása és a hasznosítható összetevők (fémek, másod-tüzelőanyagok – RDF) kinyerése (Müller 2009). A hulladékkezelési eljárásból származó egyik jelentős mennyiségű anyagáram az aerob kezelés eredményeként keletkező komposztszerű anyag, amelyet a minőségétől függően felhasználhatnak hulladéklerakók takaróföldjeként illetve begyűjtés minőségétől függően akár tápanyagutánpótlásra is felhasználható (Onwudiwe et al. 2014). A stabilizált biohulladék ilyen jellegű felhasználásának egyrészt mennyiségi korlátját rögzítik a vonatkozó hazai jogszabályok, másrészt a biológiai stabilitásának pl. – légzési intenzitásának – vizsgálatát írják elő. Számos módszer ismert a biológia stabilitás vizsgálatára, ezekben vagy a CO2 fejlődést vagy az O2 fogyasztását mérik a mintának. Az oxigénfelvételen alapuló vizsgálatok statikus és dinamikus módszerekre különíthetők attól függően, hogy folyamatos oxigénellátás mellett vagy annak hiánya esetében végezzük a méréseket (Adani et al. 2001). Nincs olyan EU-s irányelv melyben egységes mérési módszereket találnánk. A tagállamok közül számos ország saját szabályozással rendelkezik a hulladékok bioaktivitásának vizsgálatára (Németország, Ausztria). A közös irányelvek kidolgozása jelenleg is folyamatban van melyben a MBH-s kezelést követően a 4 napos légzés aktivitás (AT4) vizsgálata vagy a dinamikus légzésintenzitás index (DRI) lehet majd a meghatározó (Bozym 2012). Az elvégzett vizsgálataink célja a mechanikai-biológiai hulladékkezeléssel biológiailag stabilizált hulladékok légzési intenzitásának vizsgálata. Az arra alkalmas mérőrendszerrel (OxiTop Control B6M2,5) történt a stabilitást jellemző 4 napos légzési intenzitási érték (AT4) meghatározása. A minta aerob biológia bomlása során képződő szén-dioxid az edény légteréből abszorber (2M NaOH) segítségével megkötésre kerül, így az edény légterében nyomáscsökkenés következik be. A mérőfej ezt a nyomáscsökkenést méri, regisztrálja, mely arányos a vizsgált minta biológiai aktivitásával (stabilitásával), így oxigénfogyasztásával. Az oxigénfogyasztást tükröző AT4 légzési aktivitási érték arra az oxigénmennyiségre vonatkoztatott számérték, amely 4 nap vizsgálati idő alatt a vizsgált minta biológiailag lebontható szervesanyag-tartalmának mikrobiológiai átalakulása során elhasználódik. Egyes minták vizsgálata esetén a mérés kezdeti szakaszában ún. lappangási fázis (Lag-fázis) alakulhat ki,
26
Biohulladék
8 . ÉVFOLYAM 1 . SZÁM
amely időszakban a vizsgált minta szervesanyag-tartalmának biológiai bomlása és így az ehhez kapcsolódó oxigénfogyasztás még igen kis mértékű. Ezen Lag-fázis végén az oxigénfogyasztás már exponenciálisan emelkedik (1. ábra). Amennyiben a mérés során ilyen Lag-fázis mutatkozik, az AT4 légzési aktivitási értéket a lappangási fázis végétől számítva kell meghatározni.
1. ábra: AT4 érték értelmezése Lag-fázis esetén (Bozym 2012) A vizsgálatok során nyomon követtük a légzési intenzitás mértékének változását a stabilizálás során, és különböző Európában alkalmazott, szabványos minta előkészítési módszerek alkalmazásával határoztuk meg a légzési intenzitás (AT4) mértékét. Anyag és Módszer A vizsgált, mechanikailag-biológiailag előkezelt hulladékminták a Zöld Híd Régió Környezetvédelmi és Hulladékgazdálkodási Kft. Kerepes, Ökörtelek-Völgyi Hulladékkezelő Központjából származtak. A Hulladékkezelő Központban a vegyesen gyűjtött települési szilárd hulladékot a mechanikai előkezelés során aprítják, majd az aprított hulladékot dobrosta alkalmazásával 70 mm alatti és feletti szemcseméretű frakciókra választják szét. A dobrostán áthullott anyag (70 mm alatti szemcseméretű hulladékrész) jelentős része biológiailag bomló szerves hulladék, amely biológiai stabilizálásra kerül. A biológiai stabilizálás betontámfalas érlelősilóban történik, a stabilizálás során a levegőztetést az érlelősiló padozatában kialakított levegőztető csatornákkal biztosítják (2. ábra). A levegőztetést a hulladéktestben elhelyezett hőmérőszondákkal ellátott visszacsatolásos irányítástechnikai egység vezérli. Az érlelősilóban stabilizált hulladékot a kezelés során speciális szemipermeábilis membrántakaróval fedik le. A vizsgált hulladék a stabilizálás során kétszer átrakásra-átforgatásra került. A biológiai stabilizálás 10 hétig tartott, a stabilizálódó anyagból a mintavételekre hetente került sor, a mintavételeket a MSZ EN 14899:2006 illetve a MSZE 21420-17:2004 szabványban leírtak szerint végeztük.
tud o m á n y o s m e l l é k l e t
Sci e nti f ic s e c t i o n
A vizsgált hulladékmintákból az előkészítést megelőzően a zavaró anyagokat (üveg, kövek, fémek, műanyag) eltávolítottuk (4. ábra). Ezek tömegrészét a vizsgálati eredmények meghatározásakor figyelembe vettük. Az elvégzett vizsgálatok egyik célja annak meghatározása volt, hogy a vizsgált minta szemcsemérete milyen hatással van a minta meghatározható AT4 légzési aktivitási értékére. Ennek megfelelően a mintaelőkészítés során a zavaró anyagoktól mentes minták szemcseméretét aprítással: 2. ábra Betontámfalas érlelősiló levegőztető rendszerrel (Fotó: Sebestyén Csaba) A biológiai stabilizálás különböző szakaszaiból származó hulladékminták biológiai aktivitását (stabilitását) a minták légzési aktvitásának, az AT4 légzési aktivitási értéknek a meghatározásával vizsgáltuk. Az AT4 légzési aktivitási értéket OxiTop Control mérőrendszer alkalmazásával határoztuk meg (3. ábra).
• 20 mm alatti szemcseméretre állítottuk be (5. ábra) (ÖNORM S 2027-4:2012 Evalution of waste from mechanical-biological treatment – Part 4: Stability parameters – Respiration activity (AT4)) illetve.
5. ábra 20 mm alatti szemcseméretre előkészített minta (Fotó: Gulyás Miklós)
3. ábra OxiTop Control mérőrendszer (WTW alkalmazási tájékoztató)
• 10 mm alatti szemcseméretre állítottuk be (6. ábra) a (Verordnung über Deponien und Langzeitlager (Deponieverordnung - DepV) vom 27. April 2009).
A mérés során a mérőedényben aerob körülmények között elhelyezett minta a biológiai aktivitásától (stabilitásától) függő mértékben indul biológiai bomlásnak, amely bomlás során a mérőedény légterében található oxigén részben felhasználásra kerül, mennyisége csökken. A minta aerob biológia bomlása során képződő szén-dioxid az edény légteréből abszorber segítségével megkötésre kerül, így az edény légterében nyomáscsökkenés következik be. Az AT4 légzési aktivitási értéket a minta szárazanyagtartalmára vetítve adjuk meg (mg O2/g SZA). A mérőrendszer részét képezi egy mérőkészülék, amelynek segítségével a mérőfejekből a mérési adatok kiolvashatók, tárolhatók és számítógépre továbbíthatók.
6. ábra 10 mm alatti szemcseméretre előkészített minta (Fotó: Gulyás Miklós)
4. ábra Hulladékminta és a leválogatott idegen anyagok (Fotó: Gulyás Miklós)
Mindkét szemcseméretű mintarészlet esetén a vizsgált mintarészlet nedvességtartalmát a két fenti szabályozásban egységes módon leírt módszerrel állítottuk be három ismétlésben (ÖNORM S 2027-4:2012 9.2.2. ill. DepV 3. melléklet 3.3.1.5.). Az alkalmazott módszerrel beállított mintarészlet nedvességtartalma jellemzően 45-60 % között alakult. Az AT4 légzési aktivitási érték meghatá-
8 . ÉVFOLYAM 1 . SZÁM
Biohulladék
27
tudományos melléklet
Scientific section
rozásához kapcsolódóan a vizsgálatok során a minta nedvességtartalmát a MSZE 21420-18:2005 alapján, a pH értéket az MSZE 21420-21:2005 alapján határoztuk meg. A vizsgálati eredmények meghatározását és kiértékelését a két fenti szabályozásban egységes módon leírt módon végeztük el (ÖNORM S 2027-4:2012 9.4. és 11. ill. DepV 3. melléklet 3.3.1.8. és 3.3.1.9.).
A kutatómunka a KTIA_AIK_12-1-2013-0015 jelű projekt „Biohulladékok kezeléséből származó talajtermékenységet növelő anyagok – komposztok, erjesztési maradékok – minőségbiztosítási rendszerének tudományos megalapozása” részeként az Európai Unió támogatásával valósult meg. Külön köszönet illeti azokat, akik hozzásegítettek a kutatómunka sikerességéhez.
Eredmények
Felhasznált Irodalom
A már lefutott méréseket követően a kontrollerről leolvasott a mérési adatokat MS Excel-ben értékeltük, a szabványokban meghatározott korrekciókat (térfogattömeg, szárazanyag, idegen anyag) elvégeztük. A kapott eredmények a 7. ábrán láthatóak. Jól látható módon a 10 mm-re előkészített minták oxigénfogyasztásai hétről hétre csökkentek, mely megfelelt az előzetes várakozásainknak. A hatodik hétre megközelítette az EU-s előírásban megadott 10 mg O2/g SZA határértéket. Ezt a csökkenő tendenciát alapul véve a stabilizálási folyamat (10 hét) elteltével akár az osztrák (7 mg O2/g SZA) vagy német (5 mg O2/g SZA) szabványban megállapított értékeket is el tudunk érni, mely a lerakhatóság feltétele. Ha a 20 mm előkészítés eredményeit nézzük, akkor teljesen más képet mutat a hulladék. Hipotézisünk szerint a nagyobb szemcseméret kisebb fajlagos felületet eredményez, ami kisebb mikrobiológiai aktivitást eredményez, tehát kisebb oxigénfogyasztást. Eredmények ilyen mértékű fluktuációját csak a hulladék minőségével tudjuk magyarázni. A szabványos mintavétel sem tudja garantálni, a teljesen homogén minta begyűjtését, mivel a kapott eredményeket nagyban befolyásolja a térfogattömeg és a leválogatott idegen anyag aránya.
1. Di Lonardo, M. Lombardi, F. Gavasci, R. 2012. Characterization of MBT plants input and outputs: a review. Reviews in Environmental Science and Biotechnology 11:353-363 2. Wolfgang Müller 2009. Mechanical Biological Treatment and its role in Europe. Waste-to-Resources 2009 III International Symposium MBT & MRF 3. Onwudiwe, N., Benedict, O. U., Ogbonna, P. E and Ejiofor, E. E. 2014. Municipal solid waste and NPK fertilizer effects on soil physical properties and maize performance in Nsukka, Southeast Nigeria. African Journal of Biotechnology Vol. 13(1), pp. 68-75 4. Fabrizio Adani, Paolo Lozzi & Pierluigi Genevini. 2001 Determination of BiologicalStability by Oxygen Uptake on Municipal Solid Waste and Derived Products. Compost Science &Utilization, 9:2, 163-178 5. Marta Bozym. 2012. Analytical issues in the assessment of waste stabilisation degree after biological treatment. CHEMIK 2012, 66, 11, 1211-1218 6. MSZ EN 14899:2006 7. MSZE 21420-17:2004 8. WTW alkalmazási tájékoztató 9. ÖNORM S 2027-4:2012 Evalution of waste from mechanicalbiological treatment – Part 4: Stability parameters – Respiration activity (AT4) 10. Verordnung über Deponien und Langzeitlager (Deponieverordnung - DepV) vom 27. April 2009 11. MSZE 21420-18:2005 12. MSZE 21420-21:2005
Examining the respiration activity of stabilized waste produced in mechanical-biological treatment 7. ábra A különböző előkészítési módok során mért O2 fogyasztás Következtetések Jelenleg nincs egységes módszertana a mechanikai-biológiai hulladékkezelésből származó szerves frakció oxigénfogyasztás mérésének és lerakhatósági szabályozásának. Ezért számos országban saját szabványokat és lerakhatósági szabályozásokat alkalmaznak, melyek mind a lerakhatósági határérték tekintetében, mind vizsgálati módszertanában eltérnek egymástól. Kísérleteink eddigi eredményei is változatos képet mutattak. Elmondható, hogy a begyűjtött hulladék minősége és a biológiai kezeléssel stabilizált hulladék homogenitása nagymértékben befolyásolja a meghatározott oxigénfogyasztást. Végleges következtetéseket csak a teljes adatsor ismeretében vonhatunk le. Köszönetnyilvánítás
28
Biohulladék
8 . é v f o ly a m 1 . s z á m
Summary Depending on their quality, the biologically stabilized organic materials produced as a result of the mechanical-biological treatment (MBT) of mixed municipal waste can be utilized, among other purposes, as casing soil in landfill sites. Relevant Hungarian legislation, on the one hand, sets the quantitative limit of the application of stabilized biowaste for such purposes, and, on the other, prescribes the examination of biological stability - e.g. of respiration activity. The tests conducted by our team examined the respiration activity (determining the respiration activity after 4 days, AT4 value) of biologically stabilized waste produced in mechanical-biological treatment. During the test the biological activity (stability) of waste samples collected from different stages of the biological treatment process was determined as well as the impact of the preparation of samples (shredding to below 10 mm or 20 mm particle size) on the respiration activity (AT4) of samples.
Fo lytatá s a 1 6 . o l d al ró l
MBH
M BT
5. Italy after the early beginnings Italy, currently has the largest plant using GORE® Cover which started its operations in autumn last year with a daily input stream of 2,000 + tons of MSW.
1 3 . ké p: In ten zív é r lelés – stabilizáció, a <65 mm frakció s zá r ítá s a / P ic tu r e 13: Int en siv e r o t – stab ilization, drying of <65 mm frac tion
Tömegre vonatkozó adatok a mintatelepen: Teljes input a főkapunál: 620 000 tonna/év Input: TSZH (nincsen szelektív gyűjtés) Előkezelés: PET, műanyag, üveg, papír/karton, vas és nemvas fémek szétválasztása, a beérkező anyag összesen > 50% -a Input biológiai kezelés felé: ~310.000 tonna/év Tömegcsökkentett <65 mm frakció: ~90.000 tonna/év (biológiai folyamat) Másodlagos tüzelőanyag, RDF: ~70.000 tonna/év Lerakóra kerülő anyag a folyamat végén: ~150.000 tonna/év (<25 mm frakció) Alapterület / méretek: (Fogadás, mechanikai előkezelés) Biológiai kezelési terület (GORE® Cover takaróanyag) Utókezelés
1 4 . ké p 21 : A b io ló g iai k ezelést végző t e l e p a t erv ek t ől a megvalósításig – 2 . 0 0 0 tonna TSZH fog adása na ponta. P i c t u r e 1 4 21 : Th e b io lo gica l plan t from a s ke tch t o r eality – 2.000 tons per day MSW
1 5 . ké p 22 B i o l ó giai k ez elé s GOR E ta k a r ó anyag g al, 4 5 modul látszik a 6 0 - b ó l az é p ít k ez é s k özben . Ta ka r óanyag k ez elé s: hidrau likus vá z s z er k ez et seg ítsé g ével P i c t u re 1 5 22 : Bio lo g ical Treatment GORE C OV E R sh o wing 4 5 out of 60 modules d u r i n g co nst r uction Han d ling C o v er : Hy d r aulic frame
10 000 m² 14 400 m² 1 000 m²
16. kép 2 3 : A < 65 mm m ér e tű f r a kc ió a 21 na pos biológ ia i f e l d ol g ozá s közb en, a mechan ikai e l őke ze l és ét köve tően Kibocsátás te s zte l és közb en Picture 16 2 1 : F r action < 65 mm a f te r mechan ica l pr e tr eatmen t in th e biologica l p r oce s s f or 21 d ay s Du ring ongoin g emis s ion te s tin g
This plant concept dates back to 1994 offering the longest history with respect to using GORE® Cover as the treatment technology to fulfil the MSW treatment strategy. Up until this plant was built, the largest significant plants were treating up to 1,700 tons per day of MSW. The next step into a large MBT plant and using the GORE® Cover as the key in the biological treatment was not only based on the trials that have been carried out but also on the requirement of Best Available Technique (BAT20) meeting both technical and economical sustainable requirements. The site utilizes a state of the art mechanical pre-treatment equipment and utilizes a very thought through logistic stream with a high level of performance for both the pretreatment and biological process at the site. Mass data on the example site: Total input at 620,000 tpy the front gate: Input: MSW (no separate collection) Pre-treatment: Separation of PET, plastic, glass, paper/ cardboard, FE/NE in total > 50% of the input material ~310,000 tpy Input towards biological treatment: Mass reduction ~90,000 tpy (biological process) fraction <65 mm: RDF (Refuse ~70,000 tpy Derived Fuel): Landfill mate- ~150,000 tpy (<25 rial at the end mm fraction) Surface / dimensions: - 10,000 m² (Reception, mechanical pretreatment) - 14,400 m² Biological treatment area (GORE® Cover) Post-treatment - 1,000 m²
→ 8 . é v f o ly a m 1 . s z á m
Biohulladék
29
MBH
→
M BT
Odor measurements are continuously monitored to prove validity of the performance of the plant – a very necessary part of the sustainable waste treatment on the site. After the total treatment on the site, less than 30% of the total received MSW in a fraction < 25 mm have been put as a stabilized material on the landfill meeting DRI criteria and fulfilling the emission requirements. In this application, the GORE® Cover is also fixed on a frame and sealed onto the side walls with strong forces – air tight and the only way to release the humidity is through the membrane. A key characteristic of the membrane is moisture control, which performing under such conditions reduces emissions, enhances drying and stabilizing of the organic fraction. This tunnel design delivers a total encapsulated plant solution, and if needed can be combined with adjacent supporting structures for pre-treatment (receiving, sorting, mixing/ grinding in a solid building, requiring air treatment due to fully encapsulated), while MBT or composting process supplied into the GORE® Cover technology, reducing the infrastructure costs. This GORE® Cover encapsulated design has been successfully in use for more than three years now. Our Italian partner lately installed the first large facility (MBT plant) in South America with a treatment capacity of 130,000 tpy in the first phase using the comprehensive know-how gained throughout the learning and development during the past years. The plant technology after pre treatment is again using heaps with side walls and handling of the GORE® Cover with a mechanized winding machine. 6. Summary The performance zone of the GORE® Cover application in some numbers: Sizes of plants
2,000 tpy
Ton per week
39 tpw
Ton per day
~7 tpd ~670 tpd ~2,000 ~3,200 tpd tpd
30
A fenntartható hulladékkezelés elengedhetetlen részeként a telepen folyamatos szagméréseket végeznek a teljesítmény validálása érdekében . A telepen lévő teljes kezelést követően az összes fogadott TSZH < 25 mm méretű frakciójának kevesebb, mint 30%a került lerakóra mint stabilizált anyag. Így a telep megfelelt a DRI kritériumoknak, valamint a kibocsátási követelményeknek is. Ebben az alkalmazásban a GORE® Cover takaróanyag egy vázszerkezetre van erősítve, és nagy erővel az oldalfalakra ragasztva - légmentesen, így nedvesség csak a membránon keresztül távozhat. A nedvességtartalom hatékony szabályozása a membrán egyik fő jellegzetessége, amely ilyen körülmények mellett a kibocsátás csökkenését, a szárítás fokozását, valamint a szerves frakció stabilizálását eredményezi. Ez az alagút modell egy teljesen zárt üzem kialakítását teszi lehetővé. Amen�nyiben szükséges, kiegészíthető egyéb telepi egységekkel is az előkezeléshez (fogadás, válogatás, keverés/aprítás egy zárt épületben, amely esetben levegőkezelésre van szükség a telep zártsága miatt), míg a GORE® Cover technológiájú MBH vagy komposztáló folyamat eleve a rendszer részét képezi, és így csökkenti az infrastrukturális költségeket. Ezt a típusú GORE® Cover zárt rendszert már több mint három éve használják sikeresen.
17. kép: Taka r óanyag ke ze l és : na g y m ob il c s évél őg ép s e g íts ég éve l / P ic tu r e 17: Handling Co ve r : B ig W in d in g M ach ine, m ob il e
> > > 200,000 630,000 1,000.000 tpy tpy tpy 4,000 tpw
Biohulladék
Az elmúlt évek tanulási és fejlesztési folyamata során felhalmozott tudást és know-how-t hasznosítva olasz partnerünk nemrégiben építette meg első nagy létesítményét, egy MBH telepet, DélAmerikában, a működés első fázisában 130.000 tonna/év kezelési kapacitással. A telepen kialakított technológia az előkezelés után támfalas prizmákat alkalmaz, és mechanikus csévélőgépekkel kezeli a GORE® Cover takaróanyagot.
12,000 20,000 tpw tpw
8 . é v f o ly a m 1 . s z á m
MBH
6. Összefoglalás A GORE® Cover takaróanyag teljesítménye számokban: Telepméret
2.000 t/év
> 200.000 t/év
> 630.000 t/év
> 1.000.000 t/év24
Hetente fogadott mennyiség (t)
39 t/hét
4.000 t/hét
12.000 t/hét
20.000 t/hét
Naponta fogadott mennyiség (t)
~7 t/nap
~670 t/nap
~2.000 t/nap
3.200 t/nap
Referencia Kezelési tapasztalat Személyzet Izolációs távolság Energiafogyasztás
TSZH, szelektíven gyűjtött biohulladék, szennyvíziszap, lerakó remediáció, több mint 250 telep több mint 15.000 tonna naponta (min. 12 hónap működéssel) 80.000 t/év TSZH telep (GORE® Cover technológia működtetéséhez szükséges személyzet) = 2 alkalmazott 50 m-től kezdődően (példa: UK, London, 35.000 t/év) TSZH 1,0 kW/t input -> 4,5 kW/t
A cikk a megfizethető hulladékkezeléshez szükséges biztos háttér és kiváló teljesítmény kialakításának módját ismertette. Az itt bemutatott technológia már számos országban megfelelt a szigorú stabilizációs előírásoknak, és így a partnerek tudásának, valamint a GORE® Cover takaróanyag alkalmasságának köszönhetően széles körben elterjedt. Az eddigi tapasztalatok azt mutatják, hogy a TSZH kezelés jövője szempontjából a kezelési technológia kiválasztásakor a költséghatékony és fenntartható megközelítés alkalmazása nemcsak Németországban fontos szempont. Bármilyen megoldásra legyen is szükség - akár teljesen zárt rendszerű technológiára – tudunk már jól működő mintát mutatni!
M BT
References
MSM, SOW, BS, Landfill Remediation 250 + plants
Treatment experience
15,000 tons per day + (min. 12 months in operation)
Staff
80,000 tpy MSW plant (GORE® Cover part) = 2 workers
Buffer zone from 50 m (example: UK, London, 35,000 tpy) onwards Energy consumption
MSW 1,0 kW/t input -> 4,5 kW/t
The article demonstrated a solid background and a great performance in affordable waste treatment technology. Achieving the strict stabilization criteria with the technology in various countries, the know-how of the partner and fit for use GORE® Cover made its way from the early days. At the given experience, not only in Germany, a cost effective and sustainable approach by choosing treatment technologies is key in the future of MSW treatment in our view. However, even if a fully encapsulated plant is desired for whatever reasons – reference plants even on this specific request are available! Footnotes: 1 > 5 Mio tons of contaminated soils have been biologically remediated using GORE® Cover 2 biological activity measured by dynamicrespiration index below 1000 mg O2 kg VS-1 h-1 3 Air (Technical Instructions on Air Quality Control 4 Federal Immission Control Ordinance 5 CEN Draft Standard “…solid fuels prepared form non-hazardous waste intended to be recovered as energy in incineration or co-incineration installation according to … CEN / TS 15359…” Reference: SUEZ Environnement 2007 6 Dynamic Respiration Index, DRI=500 mgO2 kf DM-1 h-1, Italy 7 Example AT4 < 10 mg O2/kg/DM, Poland 8 Net Calorific Value 9 BioE s.r.l., Milano, Italy 10 Ministry of Rural Development 11 Dr. Anja Schäfer, M.E.S., Rechtsanwältin Wolter • Hoppenberg, “Recent municipal waste management legislation in Poland” IRRC, Berlin 2012 12 SUTCO Polska; Biodegma GmbH, Germany 13 BioE s.r.l., Milano, Italy 14 Waste code: 19 05 99 code of frac-
8 . é v f o ly a m 1 . s z á m
Biohulladék
31
→
MBH
M BT
→ tion after bio stabilization of fraction
<80mm 15 Started of first treatment capacity in Dec 2011; final capacity already at site; construction in progress. 16 The change with regards to the size of the material from <65 mm to <80 mm will become effective starting from 01.09.2012. 17 landfill AT4 < 10 mg O2/kg/DM, Waste code: 19 05 99 18 Drying < 20% humidity, post grinding > 30 mm, cement industry, 19-21 MJ/kg 19 EQUIPO, Ksawerów, Poland and Biodegma GmbH, Stuttgart, Germany 20 The term “best available techniques” is defined in Article 2(11) of the Directive as “the most effective and advanced stage in the development of activities and their methods of operation which indicate the practical suitability of particular techniques for providing in principle the basis for emission limit values designed to prevent and, where that is not practicable, generally to reduce emissions and the impact on the environment as a whole.” 21 BioE s.r.l., Milano, Italy 22 BioE s.r.l., Milano, Italy 23 BioE s.r.l., Milano, Italy 24 Plant under construction
32
Biohulladék
Lábjegyzetek: 1
> 5 millió tonna szennyezett talaj lett biológiailag helyreállítva a GORE®Cover takaróanyag használatával. 2 Biológiai aktivitás dinamikus légzési index (Dynamic Respiration Index, DRI) alapján mérve nem éri el a 1000 mg O2 kg VS-1 h-1-t. 3 Levegő (Technikai Rendelkezések a Levegő Minőségellenőrzéséről) 4 Szövetségi Immissziós Ellenőrzési Előírás 5 CEN Tervezetminta “…nem veszélyes hulladékból előállított szilárd fűtőanyagok energiaként hasznosítandók égető vagy nem égető berendezésekben megfelelve a … CEN / TS 15359… követelményeknek” Referencia: SUEZ Environnement 2007 6 Dinamikus Légzési Index (Dynamic Respiration Index), DRI=500 mgO2 kf DM-1 h-1, Olaszország 7 Példa AT4 < 10 mg O2/g/sz.a., Lengyelország 8 Nettó fűtőérték (Net Calorific Value) 9 BioE s.r.l., Milánó, Olaszország 10 Vidékfejlesztési Minisztérium 11 Dr. Anja Schäfer, M.E.S., Recht sanwältin Wolter • Hoppenberg, “Recent municipal waste management legislation in Poland [Új települési hulladékgazdálkodási előírások Lengyelországban]” IRRC, Berlin 2012 12 SUTCO Polska; Biodegma GmbH, Németország 13 BioE s.r.l., Milánó, Olaszország 14 Hulladékkód: 19 05 99 frakció kód a <80mm frakció biostabilizációját követően
8 . ÉVFOLYAM 1 . SZÁM
15
2011 decemberében kezdte meg működését kezdeti kezelési kapacitásával; végső kapacitás a telepen; építkezés folyamatban. 16 Az anyag méretét érintő változás <65 mm-ről <80 mm-re 2012.09.01-jén válik érvényessé. 17 hulladéklerakó AT4 < 10 mg O2/kg/ DM, Hulladékkód: 19 05 99 18 Szárítás < 20% nedvesség, utódarálás > 30 mm, cementipar, 19-21 MJ/kg 19 EQUIPO, Ksawerów, Lengyelország és Biodegma GmbH, Stuttgart, Németország 20 A „legjobb elérhető technikák” az Irányelv 2(11) cikkében lett meghatározva mint “a leghatékonyabb és legfejlettebb állapota a tevékenység fejlesztésnek, a működtetés azon módja, ami szerint az egyes technikák gyakorlati alkalmazásával lehet bizonyos emissziós szinteket biztosítani, amik az emisszió és a környezet terhelésének megakadályozását, vagy ha ez nem lehetséges, a csökkentését eredményezik.” 21 BioE s.r.l., Milanó, Olaszország 22 BioE s.r.l., Milanó, Olaszország 23 BioE s.r.l., Milanó, Olaszország 24 Kialakítás alatt lévő üzem.
n e m z e t kö z i
In t e r n a t i o n a l
A kommunális hulladék kezelése
Lengyelországban
– jelen helyzet és a közeljövő kihívásai 2012-ben Lengyelországban 135,2 millió tonna hulladék keletkezett, amelynek 9%-a (12,1 millió tonna) volt kommunális hulladék1. Ezzel a mennyiséggel Lengyelország a 6. az európai országok között. 2012-ben az összes hulladék 72%-át hasznosították valamilyen módon, 26%-át lerakókban helyezték el, 4%-át kezelték, de nem lerakóban helyezték el, és közel 2%-át átmeneti tárolóban helyezték el.
1 A lengyel Központi Statisztikai Hivatal 2013. októberében közölt adatai szerint.
Ugyanebben a jelentésben a következőket olvashatjuk még: «2012-ben 1,9%kal kevesebb hulladék keletkezett, mint 2010-ben; ami azt jelenti, hogy egy lengyel lakos évente átlagosan 314 kg hulladékot termelt. Ez az egyik legalacsonyabb egy főre jutó érték Európában, amivel Lengyelország Észtország mögött a 2. helyet foglalja el. Az Európai Unióban (EU-27) az átlagos, egy főre jutó éves hulladékmennyiség 500 kg (...). A vegyes kommunális hulladék az összes hulladék 90%-át tette ki (8,6 millió tonnát). A szelektíven gyűjtött kommunális hulladék a következő frakciókat tartalmazta 2012-ben: üveg 2,9%; papír és hulladékpapír 2,0%; műanyagok 1,8%; terjedelmes hulladék 0,9%; textil félék 0,4%; fémek 0,1%; biológiailag lebomló hulladék 2,1%. A lerakók depóniagáz-gyűjtésének helyzete javult. A 2012-ben működő 527 kommunális hulladéklerakó közül 430-ban volt depóniagáz-gyűjtő berendezés, amelyek közül 244 a légkörbe engedte ki a gázt. Mindössze néhány (13) rendelkezett kombinált hőenergia visszanyerővel, és csak 58 elektromos energia visszanyerővel. →
8 . ÉVFOLYAM 1 . SZÁM
Biohulladék
33
n e m z e t kö z i
→
In t e r n a t i o n a l
Communal waste management in Poland – the present status and close future challenges 135,2 mln tons of waste was produced in Poland in 2012, where 9% (12,1 mln tons) went for communal waste – data according to Central Statistical Office published in October 2013. This result ranks Poland at 6th place among European countries in terms of the generated waste amount. In 2012 from all generated waste: 72% was recovered, 26% was landfilled, almost 4% was treated in different way than landfilling and about 2% was subjected to temporary storage. In the same report we can read: „Amount of communal waste generated in 2012 decreased as compared to the 2010 by 1,9% and achieved 12,1 mln tons, that gave 314 kg per 1 Polish citizen. It is one of the lowest index among European countries and gives Poland 2nd place, right behind Estonia. Average amount of communal waste generated per 1 European citizen (UE-27) is 500 kg. (…) Mixed communal waste went almost to 90% of all collected communal waste (8,6 mln tons). Communal waste selectively collected in 2012 contained the following fractions: glass – 2,9%, paper and wastepaper – 2,0%, plastics – 1,8%, bulky waste – 0,9%, textile – 0,4%, metal – 0,1% biodegradable waste – 2,1%.
Napjainkban Lengyelországban a hulladékkezelés területén a lerakott hulladék mennyiségének csökkentésén, valamint az újrahasznosítható anyagok hasznosítási arányának növelésén van a hangsúly. A Hulladék Törvény 17. paragrafusa értelmében, amely az EU vonatkozó irányelvével összhangban van, a hulladékkezelés a gyakorlata a következő hierarchiát kell, hogy figyelembe vegye: 1. Hulladék keletkezésének megelőzése 2. Az újrahasznosítás előkészítése 3. Újrahasznosítás 4. Egyéb hasznosítási módszerek 5. Lerakás A közelmúltban két törvény is életbe lépett, amelyek gyökeresen megváltoztatják a hulladék-kezelés rendszerét: • Az 1996. szept. 13-án életbe lé-
The situation regarding degasification of landfills has improved. From 527 active communal waste landfills in 2012, 430 have degassing installation, therein 244 have installation where gas escapes into the atmosphere. Still, slight of them (only 13) have degassing installation with heat energy recovery, and 58 with electric energy recovery. Nowadays in Poland the main emphasis in communal waste management is on reduction the amount of waste being landfilled and increasing the recovery of recyclable materials from communal waste. Art. 17 of waste act, introduces hierarchy of waste management practices as below, which is compatible with European directive: 1. Waste prevention 2. Preparing for re-use 3. Recycling 4. Other recovery processes 5. Landfilling Since very short time two legal acts have been valid which are to revolutionize com-
34
Biohulladék
8 . ÉVFOLYAM 1 . SZÁM
pett, és azóta módosított törvény, amely az önkormányzatok rendezettségéről és tisztaságáról rendelkezik; • A Környezetvédelmi Minisztérium 2012. szept. 11-én kiadott rendelete a vegyes települési hulladék mechanikaibiológiai kezeléséről. Az előbbi értelmében az önkormányzatok felelőssége megváltozott. A legfontosabb változás, hogy az önkormányzatoknak kell gondoskodniuk a települési hulladék kezeléséről, amely azt jelenti, hogy ők felelősek a hulladékkezelési folyamat egészéért, beleértve a szállítást és a megfelelő kezelést is. A lakosok a törvény értelmében hulladékkezelési díjat kell, hogy fizessenek az önkormányzatnak mindezért a szolgáltatásért. A megállapított díjnak fedeznie kell a kezeléshez tartozó minden költséget. Az utóbbi pedig bemutatja a vegyes
n e m z e t kö z i
In t e r n a t i o n a l
munal waste management system and the treatment of waste: • The act of keeping the tidiness and cleanness in the municipalities dated on 13 of September 1996 with latest amendments • Regulation of the Minister of Environment of 11 September 2012 concerning the mechanical - biological treatment of mixed municipal waste. Due to the first regulation pointed above the responsibilities of municipalities have changed. Most over, the municipality governs communal waste which means that they are responsible for the whole system including transportation and proper treating of this kind of waste. An inhabitant pays the so called waste fee to the municipality and the collected money must cover all waste management.
1. ábra: A kommuná l is h u l l a d ék és ke ze l és e
települési hulladék helyes kezelését, azaz a mechanikai kezelést (a válogató csarnokokat), és a biológiai folyamatokat (a vegyes hulladék mechanikai kezelés során keletkezett lebomló hulladék stabilizációját). Az ún. mechanikai-biológiai berendezéseknek és folyamatoknak egy fontos célja van, mégpedig az, hogy a hulladékkezelő telepre beérkező hul ladék lehető legnagyobb hányadát hasznosítsák. Ez a cél összhangban van az önkormányzatokra vonatkozó EU irányelvekkel, amelyek a kötelezően hasznosítandó hulladék mennyiségét határozzák meg 2020-ig. A magas hasznosítási arány befolyásolja majd a lerakásra kerülő hulladék mennyiségét. Az önkormányzatok felelősek azért is, hogy csökkenjen a lerakásra kerülő biológiailag lebomló hulladék mennyisége a következő szabályozások értelmében: 1. 2013. júl. 16-ig: a biológiailag lebomló hulladék teljes tömegének nem több, mint 50%-a kerülhet lerakásra, 2. 2020. júl. 16-ig: a biológiailag lebomló hulladék teljes tömegének nem több, mint 35%-a kerülhet lerakásra (a mennyiségeket az 1995. évben keletkezett hulladék mennyiségéhez viszonyítják). A biológiailag lebomló hulladék lerakás előtti stabilizációja nagyon fontos annak érdekében, hogy a szennyező anyagok légkörbe történő kibocsátása elkerülhető legyen. A biológiailag le-
The second regulation stated above describes the way of proper treating of mixed communal waste in the mechanical part (sorting halls) of the plant and its biological part (stabilization of the biodegradable waste generated from mix communal waste in mechanical part).The so called mechanical – biological installations have one important aim – to make the maximum recovery regarding waste stream being directed to such plants. It goes with the need of fulfilling the UE directives in line with the recovery levels to be obtained by the municipalities in 2020. The high recovery influences the amount of waste to be landfill. Of course, this kind of good acting decrease the landfilling.
Table nr 1. The waste stream and its treatment directions regarding communal waste The municipalities are also responsible for decreasing the amount of biodegradable waste being landfilled with the line: 1. Up to 16th of July 2013 – not more than 50% in total mass in weight of biodegradable communal waste directed for landfilling, 2. Up to 16th of July 2020 - not more than 35% in total mass in weight of biodegradable communal waste directed for landfilling - due to the waste mass generated in 1995. Stabilization of the biodegradable waste before landfilling is the important issue due to pollutants which can go to the atmosphere if this kind of waste is not treated correctly. Purpose of the biological treatment of biodegradable fraction, obtained by mechanical treatment of mixed municipal waste, is
8 . ÉVFOLYAM 1 . SZÁM
Biohulladék
35
→
n e m z e t kö z i
→
In t e r n a t i o n a l
possible quick stabilization. Process is performed so that the emission of pollution, arising on decomposition of the organic fraction – responsible for methane emission in landfills – is safe for environment, and to obtain no odor onerous semi-finished product. For this purpose composting by using membranes, tunnels and halls are applied. Biological treatment reduces the amount of greenhouse gas emitted from landfills and polluted leachate. Mass and volume reduction of waste is also achieved. After fulfilling the conditions defined by law, stabilizat obtained in biological treatment of biodegradable fraction of municipal waste is to be landfilled or partly ( fraction 0-20 mm) used as a compost not meeting the requirements and can be recovered – used as the biological layer while recovering the landfill. Depending on needs, in biological treatment process of this kind of waste, they can also be subjected to bio-drying process, and after that directed to mechanical processing in order to obtain for example alternative fuel or to be directed to the incineration plant directly. Of course, in the waste system composting of other organic waste as biosolids (sludge), green waste, selectively collected biowaste at source is also a big challenge and the subject of present days. Proper composting of green waste, biowaste, biosolids is used for quick and safe for environment decomposition of organic matter and converting it to needed matter. Due to composting process the high quality, higenized compost can be obtained. Compost can be used as humus, nutrient, soil improver or as a part of plant substrates and soil culture. Ripening time of compost depends on expected product features, such as structure stability. Act of 10 July 2007 about fertilizers and fertilization (Dz. U. Nr 147 poz.1033) provides obligation to obtain an authorization for placing on the market organic fertilizers, also composts. However, obtaining a permit is quite complicated, a little expensive and time consuming procedure. Nowadays in Poland the attention has been paid to treatment of biosolids and their management form. At present biosolids are mostly under composting in open systems, which brings many problems related to odors. The lime is used for higenization and just after the material is used in agriculture. This situation can be found within small and medium size water treatment plants, where bigger installation choose the drying of the sludge in special thermal systems. However, this methods are quite expensive. The use of sludge in agriculture seems to be most satisfactory and economical solution. However, sludge is attractive fertilizer only when they is homogenous, easy loaded and sowed in the field, and when they can be stored in heaps. It is important to receive sediment from sewage treatments regularly any time of the year, which also is problematic, because due to Polish law there are periods when the stabilzed biosolid cannot be put on the soil and needs to be stored.
36
Biohulladék
bomló hulladékfrakció biológiai kezelésének (amelyet a települési vegyes hulladék mechanikai kezelésével érnek el) célja a gyors stabilizáció. Ezt a folyamatot azért végzik el, hogy a szerves frakció lebomlása során keletkező kibocsátások - amelyek a lerakókon keletkező metán-kibocsátásért felelősek - környezeti szempontból biztonságosak legyenek, valamint a félkész termék szagtalan legyen. Ebből a célból alkalmazzák a biológiai stabilizálást membránokkal, prizmás illetve alagútban történő biológiai kezelési technológiával. A biológiai kezelés csökkenti a lerakókból távozó üvegházgázak és csurgaléklé mennyiségét, valamint csökkenti a hulladék tömegét és térfogatát is. Miután megfelel a törvényben előírt követelményeknek, a települési hulladék biológiai kezelése segítségével stabilizált lebomló frakciója lerakható, illetve, mivel komposztként nem hasznosítható, a 0-20 mm részecske méretű frakció lerakók kármentesítése és helyreállítása során természetes anyagú rétegként részben hasznosítható. Ilyen jellegű hasznosítás esetén, ha szükséges, a biológiai kezelés részeként bio-szárítási folyamatnak is alá lehet vetni, amely után mechanikai feldolgozás eredményeként alternatív fűtőanyagként is hasznosítható, vagy közvetlenül égethető. Természetesen, egy hulladékkezelő rendszerben manapság nagyon fontos kérdés és kihívás az egyéb szerves hulladékok, mint például a szennyvíziszap, zöld hulladék vagy szelektíven gyűjtött biohulladék keletkezés helyén történő komposztálása. A zöld hulladékot, a konyhai hulladé kot és a szennyvíziszapot megfelelő módon kell komposztálni annak érdekében, hogy környezeti szempontból biztonságos terméket kapjunk, a szerves anyag lebomoljon, és hasznos anyaggá alakuljon. A komposztálási folyamat eredményeként magas minőségű és higiénikus terméket kapunk. Az ilyen komposztok humuszként, tápanyagként, talajjavítóként, vagy növényi szubsztrát és talajkultúra részeként hasznosíthatók. A komposzt érési ideje függ attól, hogy milyen tulajdonságokkal, pl. szerkezeti stabilitással rendelkező végterméket szeretnénk. A 2007. júl. 10-i, műtrágyákról és a trágyázásról szóló törvény (Dz. U. Nr 147
8 . é v f o ly a m 1 . s z á m
n e m z e t kö z i
poz.1033) értelmében hatósági engedély szükséges ahhoz, hogy szerves műtrágyát vagy komposztot lehessen forgalomba hozni. Azonban az engedély megszerzése bonyolult, drága, és időigényes folyamat. A szennyvíziszap kezelése manapság sok figyelmet kap Lengyelországban. Komposztálása jelenleg leginkább nyílt rendszerben történik, amely sok problémát vet fel a kellemetlen szaghatások kapcsán. A higienizáció érdekében az iszapot mésszel kezelik, amelyet követően a termék a mezőgazdaságban hasznosítható. Ezt a módszert elsősorban a kis és közepes méretű telepek alkalmazzák. Nagyobb szennyvíztisztítók az iszapot speciális termikus rendszerek segítségével szárítják. Ez a módszer azonban jelentősen drágább. A szennyvíziszap mezőgazdaságban történő hasznosítása tűnik a legkielégítőbb és leggazdaságosabb megoldásnak. Erre a célra azonban igazán akkor hasznosítható, ha állaga homogén, könnyen lehet rakodni és a földeken eloszlatni, továbbá halomba rakva tárolható. Ez azért is fontos kitétel, mert a szennyvíztelepekről egész évben érkezhet iszap, amely, ha nem tárolható, problémát okozhat, mert a lengyel törvények értelmében az év csak bizonyos időszakaiban lehetséges az iszapot a talajra kihelyezni. Mésszel stabilizált szennyvíziszap A folyamat keretében az iszaphoz meszet adnak, hogy stabilizálják, valamint, hogy segítségével mezőgazdasági hasznosítása lehetővé váljon. A meszet általában a víztelenítés után adják az iszaphoz - amely így a mechanikus víztelenítést egészíti ki (a mész hozzáadásának eredményeként exoterm reakció indul be, amely lehetővé teszi, hogy az üzemeltető alacsonyabb víztartalmú iszapot állítson elő). A módszer legnagyobb problémája, hogy nagyon költséges.
A mechanikus víztelenítéshez szükséges energia kevesebb kell, hogy legyen, mint a víztartalom elpárologtatásához szükséges energia. A szennyvíziszap komposztálása A szennyvíziszap kezelésének egyik módja a komposztálás. A folyamat aerob lebontást, valamint a szerves alapanyag magas hőmérsékleten történő stabilizációját jelenti. A magas hőmérséklet biokémiai reakciók eredményeként alakul ki. Ezen folyamatok eredményeként tárolásra alkalmas stabil anyag keletkezik, amely talajjavító adalékként hasznosítható. A komposztnak nincs káros környezeti hatása, és nem okoz kellemetlen szaghatást sem. A komposztálás hatásai: • az iszap szerves összetevőjének (az illékony frakció) térfogat-csökkenése • az iszap víztelenítése • a magas hőmérséklet következtében higiéniai szempontból biztonságos termék előállítása • humusz-típusú anyagokban, ásványokban és mikroorganizmusokban gazdag végtermék létrehozása Következtetésként elmondható, hogy ami a Lengyelországban történő hul ladék-komposztálást és szennyvíziszapkezelést illeti, fontos, hogy a telephelyek működtetői figyelembe vegyék, hogy a kezelési rendszereket hamarosan fejleszteni, esetenként cserélni kell.
In t e r n a t i o n a l
Stabilize sludge with lime Lime is dosed in order to stabilize the sludge and broadcast the properties necessary for agricultural use. Usually lime adding takes place after drainage: dewatered sludge is mixed with lime in mixer, that complements duration mechanical dewatering. Lime causes an exothermic reaction, which allows to obtain sludge with lower water content. High operating costs are the biggest problem. At the moment 1 Mg of the lime costs app. 450 zł (app. 110 euro). Thermal stabilize sludge It is a method of obtaining residues whose weight is much lower than the weight of the dried sludge, because ash consists exclusively of mineral substances. The combustion process always requires drying before igniting the combustible fraction of organic sediment. Before burning apply highly efficient dewatering of sludge, because the energy required for the mechanical water removal therefrom is less than the energy required to evaporate. Composting of sludge Composting is one of the processes to wet biomass utilization; it is aerobic degradation and stabilization of organic substrates under thermal conditions, arising from heat generation generated as a result biochemical reactions. As a result of these processes, a stable material is formed, suitable for storage, which can be used as an additive to the soil without side effects and odor problems to the environment. Composting causes: • volume reduction of the organic substances contained in the sludge (volume reduction sludge volatile fraction); • reducing sediment hydration • Hygienisation sludge by interaction with produced heat • receiving waste rich in humus substances, minerals and microorganisms Summing up waste composting and sludge treating systems in Poland, should be emphasized that the operators, when selecting the most optimal solution, must remember that in the near term, all systems will have to be closed systems. Betting municipal waste management in the majority already meet this requirement, a lot of work, changes and challenges it puts in front of betting waterworks and sewage institutions, which currently are managing sludge in open systems.
Termikusan stabilizált szennyvíziszap Ennek a módszernek az eredményeként egy lényegesen kisebb súllyal rendelkező végtermék keletkezik, mint a szárított szennyvíziszap, mert a hamu kizárólag ásványi összetevőkből áll. Az égetés feltétele, hogy az iszap nagy szárazanyagtartalmú legyen, ezért az égetés előtt az iszap hatékony víztelenítése szükséges.
8 . é v f o ly a m 1 . s z á m
Biohulladék
37
b i o m a ssZA
BIO M A S S
→ D r . G y u ricz a Cs ab a , S z e nt I s t ván E g yetem
Energiaültetvények:
telepítés utáni növekedés és fejlődés
A fás szárú energianövények telepítését követően az első évben elvégzett ápolási munkák és különösen a gyomszabályozás határozzák meg a teljes ültetvény sikerességét. Amennyiben egészséges, beállt állomány jön létre az első év végére, a későbbiekben kevés időráfordítással és költséggel tartható fenn az ültetvény a teljes életciklus végéig. A telepítés évének legfontosabb munkálatai az állományművelés mechanikai módszerekkel, valamint a kémiai gyomszabályozás. Mielőtt részletesen szólunk ennek módszereiről, sorozatunknak ebben a részében a telepítést követő növekedés és fejlődés legfontosabb tudnivalóit mutatjuk be.
38
Biohulladék
8 . ÉVFOLYAM 1 . SZÁM
Növekedés, fejlődés az első évben A telepítés idejétől függetlenül – ősz vagy tavasz - a vegetációs időszak kezdetével a dugványok hajtásképződése megindul. A dugványozás utáni időszak növekedési intenzitása az időjárás függvényében változó, csapadékos időjárás, illetve kellően nedves talajállapot, valamint napos meleg nappali hőmérséklet hatására néhány napon belül megindul a hajtásképződés. Száraz és hűvös időjárás lassítja a növekedést, azonban a kezdeti fejlődés megindulásához elegendő tartalék nedvesség raktározódik a dugványokban, ami egészséges szaporítóanyag telepítése után a hajtásképződés megindulását eredményezi. Nyár és fűz sima-, illetve karódugványoknál a hajtásképződés mindig több héttel megelőzi a gyökérfejlődés megindulását. Minél több nedvesség és tartalék tápanyag raktározódik a dugványban, annál tovább képes a növény az esetleges tavaszi száraz időjárást tolerálni. A gyökeres csemeték az időjárás viszontagságainak kevésbé kitettek, ugyanakkor a magágyréteg kiszáradása, továbbá az ültetési hibák okozhatnak eredési veszteséget. A növekedés az első évben a július közepéig-végéig tartó időszakban a legintenzívebb: a növény fajától és fajtájától, valamint a termőhelyi adottságoktól függően elérheti a napi 1,5-2 cm magassági növekedést. Ez az energetikai célra nemesített fajtáknál 180-200 cm hajtáshosszúság elérését jelenti a vegetációs időszak végéig. A bokornövekedésű fajták már az első évben 3-8 hajtást fejlesztenek (1. kép), míg a hengeres fa típusú növényeknél 1 vagy 2 rügyből (2. kép) fejlődött vessző marad életképes. A hajtások növekedése augusztustól lelassul, szeptember végéig elérik végleges magasságukat és átmérőjüket. A nyár végi időszakban elsősorban a vesszők, illetve a törzs vastagodása révén következik be a biomassza mennyiség növekedése.
b i o m a ssZA
BIO M A S S
Dr. Csaba Gyuricza Szent István University
Energy plantations: growth and development after planting
1 . k é p : A b o k o r fű z a t elepítés után t ö b b h ajtá st fejlesz t / Picture 1: S h r u b willows d ev elop more shoots f o l l o wing p lant ing
2. kép: Henge r e s fa típu s ú nyá r te l e pítés utáni hajtás a / P ic tu r e 2: S h oots on a cy lindrica l popl a r f ol l ow in g pl an tin g
A fentiek alapján látható, hogy a növények kezdeti fejlődése gyorsnak tekinthető, ugyanakkor az első évben a gyomszabályozástól nem lehet eltekinteni, mert a magról kelő egy- és kétszikű gyomnövények a legnagyobb odafigyelés és technológiai fegyelem betartása mellett is intenzívebben fejlődhetnek. A védekezés mechanikai és kémiai módszerek kombinálásával oldható meg, amelyről részleteiben az Agrofórum következő számában lesz szó.
lárd biomassza alapanyagként hasznosításra (aprítás mobil aprítóval, pelletálás, brikettálás, stb.) kerülhet. A visszavágás történhet géppel vagy kézi erővel. A gépi vágásra alkalmas a nádvágó gép, amely az első éves vékony vesszőket levágja és kötegelve a sorok közé helyezi. A kézi visszavágás motoros fűrésszel végezhető, lényegesen simább, roncsolásmentesebb felületet hagy vissza a gépi vágáshoz képest. Az első éves növekmény visszavágására a betakarításra használt egyéb célgépek - rendkívül nagy költségük miatt - nem jöhetnek számításba.
Visszavágás Egyes fajok és fajták (pl. bokorfűz és akác) esetében az első év után a talajfelszín közelében visszavágásra lehet szükség. Ezt a műveletet azokban az esetekben célszerű elvégezni, ha a visszavágást követően intenzívebb növekedésre lehet számítani. Keléshiányos állomány esetén a visszavágás a pótlás elvégzését könnyíti meg, illetve a pótolt dugványok számára kisebb mértékű fénykonkurenciát jelenthet. Ha az első év végére kiegyenlítetlen az állomány szintén szükség lehet az elsőéves növekmény eltávolítására. A visszavágás elvégzése esetén számolni kell azzal a körülménnyel, hogy teljes értékű betakarításra kétéves vágásfordulóval számolva is csak a harmadik év végén kerülhet sor. Az első év növekménye többnyire elmarad a későbbi években várható mennyiségtől (legfeljebb 2-3 atrotonna/ha), ezért a visszavágott bimasszát a területen hagyják, vagy szi-
Elhalt dugványok pótlása A telepítés előtti szakszerű terület-előkészítés (termőhely-feltárás, talajművelés, növénytáplálás, gyomszabályozás), valamint a jó minőségű szaporítóanyag feltételezi a legalább 90-95% eredést, azonban rendkívüli körülmények miatt (pl. száraz időjárás a telepítést követően, jégkár, stb.) veszteségekkel is számolni kell. A kismértékű, néhány növényegyedet érintő veszteség nem igényel beavatkozást, mivel a szomszédos egyedek többé-kevésbé be fogják nőni az üresen maradt helyeket. Amennyiben a dugvány vagy csemetepusztulás mértéke meghaladja a 15%-ot, pótlásra lehet szükség. A pótlás módját az alkalmazott fajta és technológia függvényében kell megválasztani. Ha az elsőéves növedéket visszavágták, és a telepítés a hagyo-
Following planting, the success of the whole plantation is determined by the effort put into cultivation, and even more importantly into weed control during the first year. As long as a healthy plantation is established by the end of the first year, it can be managed with relatively little time and cost expenditure till the end of its life cycle. Cultivating the stock using mechanical methods and chemical weed control are the most important tasks that need to be carried out in the year of planting. Before discussing the details of the methods to be applied with these tasks, the most important features of plantation growth and development after planting are introduced. Growth and development in the first year Independent of the planting time - be it autumn or spring - shoots will begin to sprout at the start of the vegetation period. The intensity of growth following propagation depends on the weather: in rainy weather and sufficiently humid soil conditions as well as sunny and warm daytime temperature, sprouting starts in a few days. At the same time, dry and cool weather slows down growth. However, if a sufficient amount of reserve moisture is stored in the shoots, which should be the case when using healthy propagating material, it will also result in the start of sprouting. With poplar and willow plain and stake shoots, sprouting always happens several weeks before root development starts. The more moisture and reserve nutrients are stored in the shoots, the longer they can tolerate dry spring weather. Saplings with roots are less exposed to weather, but the drying out of the seedbed as well as planting mistakes can result in lack of root establishment. In the first year growth is most intensive in the period lasting till the middle or end of July: depending on the plant species and variety as well as habitat potentials, it can be as much as 1.5-2 cm per day. In the case of varieties bred for energy plantations, this amounts to reaching 180-200 cm shoot length by the end of the vegetation period. Shrub-like varieties develop 3-8 shoots in the first year (picture →
8 . é v f o ly a m 1 . s z á m
Biohulladék
39
b i o m a ssZA
→
BIO M A S S
1), while with cylindrical tree type plants 1 or 2 shoots remain viable (picture 2). The growth of shoots slows down in August, and they reach their final height and diameter by the end of September. In late summer biomass growth is due primarily to the expansion in diameter of the shoots and the trunk. Based on the above, it can be seen that the initial growth of plants can be considered fast. At the same time, weed control is essential because mono- and dicotyledonous weed species coming up from seeds may develop more intensively even with the strictest attention and technological discipline. Protection can be achieved with a combination of mechanical and chemical methods, which will be discussed in detail in the next issue of Agrofórum. Cutting back Following the first year, in the case of certain species and varieties (e.g. shrub willow and acacia), it may be necessary to cut back the plants above the soil surface. This task needs to be carried out in cases when following cutting back one can expect more intensive growth. On plantations which show uneven sprouting, cutting back plants makes replacing shoots easier, and also results in less competition for light for replaced shoots. Having uneven growth at the end of the first year might make cutting back necessary, too. In cases when cutting back plants is needed, it is important to take into consideration that a full harvest cannot be achieved until the end of the third year even when calculating with two-year cutting rotations. First year growth is usually less then growth in subsequent years (max. 2-3 atroton/ha), so the cut back biomass is usually left on the plantation or is used as raw material for solid biomass (shredded with a mobile shredder, pelleted, briquetted, etc.)
3. kép: Első évi vis s zavá g á s u tá n i inten zív kezde ti n öve ke d és / P ic tu r e 3: In ten sive gro w th f ol l ow in g cuttin g bac k in the f ir s t yea r
mányos simadugványokkal történt, a következő év tavaszán a hiányos részeket kézzel lehet pótolni. Első év végét követő visszavágás nélküli technológia esetén ez a módszer nem lesz célravezető, ugyanis az uralkodó állomány legkésőbb az év végére elnyomja a pótolt növényegyedeket. Eredményre kizárólag a helyszínen erre a célra különálló sorban létesített növényegyedek földlabdás kitermelése és telepítése a hiányos helyekre vezet. Mivel a pótlásnak ez a módja idő- és munkaigényes, csak abban az esetben érdemes elvégezni, ha ezáltal a pusztulás miatt várható eredményki-
esés ellensúlyozható. Az első betakarítást követő pótlás többnyire nem vezet eredményre, mivel a friss dugványok és a már többéves meggyökeresedett növények növekedési intenzitása között jelentős eltérés tapasztalható. A termőterület heterogenitása (kedvezőtlen talajfoltok) miatt előfordulhat a mozaikszerű kipusztulás, ebben az esetben felesleges az ismételt ültetés elvégzése. Növekedés, fejlődés a második évben A második év fejlődési jellemzőit az első évi növekmény kezelése határozza meg. Amennyiben az első éves növényi részeket visszavágták, kora tavasszal megindul a sarjhajtások fejlődése. A második év elején 15-25 db közötti a friss hajtások száma (3. kép). A jól begyökeresedett
Cutting back can be performed by hand or by machines. A cane-cutter can be used for the purposes of the latter: it can cut one-year-old wands, bundle them, and place the bundles between the rows. For the former, power saws can be used. Cutting is non-destructive, and the surface left behind will be a lot smoother this way. Other machines used for harvesting cannot be used for this task due to their very high costs. Replacing dead shoots Preparing the plantation professionally (exploring the habitat, cultivating the soil, nutritive supply, and weed control)
40
Biohulladék
1. ábra. A na pi n öve ke d és a l a ku l á s a b okof ü ze kn él a ve g e tá c iós id ős za kb an különböző tá panya g - vis s za pótl á s i m ód s ze r e kn él – 5 fa j ta átl a g a ( G öd öl l ő, 200 8 ) / Figure 1: Da ily g r ow th r ate s f or s h r u b w il l ow s d u r in g th e ve g e tation pe r iod w i t h differen t nu tr ient s u pply meth od s - ave r a g e s f or 5 va r ie tie s ( G öd öl l ő, 2008)
8 . ÉVFOLYAM 1 . SZÁM
b i o m a ssZA
2 . á b r a. N ö v ényma g ass ág alakulása bokorfűznél első éve s vis s zavá g á s u tá n – 4 fa jta át lag a (Göd ö ll ő, 2008- 2009) / Figure 2: Plan t hei g h t f or s h r u b w il l ow s f o l l owing cut t ing b ack in the first year - averages for 4 va r ie tie s ( G öd öl l ő, 20082009)
növényegyedek növekedési intenzitása olyan mértékű, hogy gyommentes állományban legfeljebb a sorközök mechanikai ápolására van szükség, az állomány korai záródása és gyors fejlődése miatt a gyomokkal szembeni konkurencia minimálisra csökken. Fűz és nyár fajták és klónok második éves növekedése a május-júniusi időszakban a legintenzívebb (1. ábra), a napi növekedési ráta elérheti a 4,5-4,8 cm-t. Július-augusztusban a növekedés intenzitása mérséklődik, legfeljebb 1,8-2,0 cm napi növekmén�nyel lehet számolni, míg szeptembertől számottevő magassági növekedést már nem mutatnak a növények. A növények végleges magassága a vegetációs időszak végére kedvező termőhelyi és időjárási feltételek esetén elérheti a 350-400
cm-t. A rákövetkező vegetációs évben a magassági növekedés már nem lesz számottevő, a növények legfeljebb 80-100 cm-t növekednek, a biomassza tömege a vesszők vastagodása révén következik be (2. ábra). A visszavágást követő második év intenzív növekedésében jelentős szerepet játszik a növény gyökérzetének erőteljes fejlettsége. Fűz és nyár fajtákra egyaránt jellemző, hogy a gyökérzet nagy része a felső 3050 cm mély talajrétegben helyezkedik el, ugyanakkor aszályos évjáratban történő telepítés után azt tapasztaltuk, hogy a gyökerek már az első évben lehatoltak az egy méteres mélységig. Ezek a növényegyedek az esetleges szárazabb periódusokat is átvészelik a növekmény mennyiségének jelentős csökkenése nélkül.
4 . k é p : Heng er es fa nö vekedésű fűz visszavágás nélkül a m á s od ik év vég ér e 3- 5 cm át m é rőjű t ör zset fejleszt / Picture 4: Without cu tting b ack, a cyl in d r ical w il l ow d e ve l o ps a 3 -5 cm d iame ter trun k by the en d of the sec on d yea r
BIO M A S S
and having good quality propagation material are expected to result in at least 90-95% of the shoots getting established. However, exceptional circumstances (e.g. dry weather following planting, damage due to hail, etc.) may result in some loss. If the loss is small-scale and only concerns a few plants, there is no need to take remedial action as neighboring plants will more or less take over the empty space. However, if the shoot or sapling loss is more than 15%, it may be necessary to replace the dead plants. The method of replacement needs to be selected based on the species and technology concerned. If one-year old plants were cut back, and planting was done using traditional plain shoots, the damaged plants can be replaced by hand in the spring of the following year. If the technology applied does not include a cutting back stage, this method will not be suitable as the dominant stock will suppress the replaced plants. In this case the only solution is to use saplings - extracted as balled plants - specifically grown for this purpose in a separate row in the plantation. As this replacement method requires a lot of time and work it should only be carried out if replacement can be expected to make up for the loss of income resulting from dead shoots. Replacing plants following the first harvest is not a good option as there is a significant difference in the growth intensity of fresh shoots and well-established plants. Due to the heterogeneity of the habitat (adverse spots) mosaic-like extinction is possible. In such cases replacing the dead shoots is of no use. Growth and development in the second year The developmental properties of the second year are determined by the treatment of the first year growth. If the first year growth was cut back, shoots start developing in early spring. At the beginning of the second year the number of new shoots is between 15-25 (picture 3). Plants with well-developed roots grow so intensively that in a weed-free plantation mechanical cultivation is only needed between the rows. Due to the early closure and quick growth of the plantation, competition from weeds is reduced to the minimum. In the second year, willow and poplar varieties and clones grow most intensively during May and June (figure 1), their daily growth can reach 4.5-4.8 cm. In July and August growth is less intensive, about 1.8-2.0 cm per day, while in September plants stop growing in height. By the end of the vegetation period the final height of plants can reach 350-400 cm in favorable habitat and
8 . ÉVFOLYAM 1 . SZÁM
Biohulladék
41
→
b i o m a ssZA
weather conditions. In the following vegetation year the plants will not become considerably taller, their growth in height will amount to maximum 80-100 cm. Biomass growth will be the result of the wands becoming thicker (figure 2). The robustness of the roots plays a significant role in the intensive growth shown in the second year after the plants were cut back. It is typical for both willow and poplar varieties that the greatest part of their roots are found in the top 30-50 cm layer of the soil. At the same time, if they were planted during a period that followed a drought, roots go a lot deeper, reaching as deep as one meter. These plants survive drier periods without significant loss in biomass growth. If the first year plant growth was not cut back, growth in height as well as growth in thickness is considerable. In the case of willow and poplar varieties plants can be as tall as 500-600 cm by the end of the vegetation period with 4-6 cm trunk diameter near the surface (picture 4). When establishing short rotation energy plantations, it is usual to plan two- or three-year-long cutting cycles. Growth in the third year is similar to that in the second: biomass growth is less the result of growth in height and more in thickness. This means that the ratio of wooden parts will be higher and thus the energy properties of the tree will be more favorable. After harvests, the growth and development of the plants is similar to that after following the first cutting back. However, at this time plants are even stronger, and develop more shoots after the harvest. With shrub varieties this leads to growing numerous wands with similar thickness (picture 5). At the same time, in the case of cylindrical tree types (e.g. some willow varieties) from among the numerous shoots only one or two leaders become thick, the rest fall behind in development, and some even wither (picture 6).
5. kép: A bok or f ü ze k s ok, d e vis zony l a g vékony ve s s zőt f e j l e s ztene k / P ic tu r e 5 : Shrub willow s d e ve l op nume r ou s , b u t th in wan d s
Amennyiben az első éves növényi részeket nem vágták vissza, a második évben a magassági növekedés és a törzs megvastagodása egyaránt jelentős. Fűz és nyár fajtáknál a vegetációs időszak végére az 500-600 cm magasságot elérheti a növény 4-6 cm felszínközeli törzsátmérő mellett (4. kép). Rövid vágásfordulójú energetikai faültetvények létesítése során leggyakrabban kétéves vagy hároméves vágásfordulóval terveznek. A harmadik éves növekedése hasonló ütemben történik, mint a második évben: kevésbé a magassági növekedés, mint inkább a hajtásrészek megvastagodása révén nő az élőtömeg. Ez azzal jár, hogy a farész arányának növekedésével
a fa energetikai tulajdonságai kedvezőbbek lesznek. A növények növekedési és fejlődési üteme a betakarítások után hasonlóan megy végbe, mint az első visszavágást követő években. Az egyedek azonban még jobban megerősödtek, a betakarítás után több hajtás fejlődik, amelyek a bokornövekedésű fajtáknál sok, hasonló vastagságú vesszővé fejlődik (5. kép). Ugyanakkor a hengeres fa növekedési típusoknál (pl. egyes fűz fajok) a sok kezdeti hajtásból egy vagy legfeljebb kettő vezérhajtásként megvastagszik, a többi visszamarad a fejlődésben, némelyik el is szárad (6. kép). F ot ó k : Gyur ic z a Cs a b a
→
BIO M A S S
6. kép: A hen g e r e s fa n öve ke d és ű fa j tá kn á l 1- 2 ve s s ző meg va s ta g s zik / P ic tu r e 6 : Cylindrica l va r ie tie s h ave 1- 2 wan d s th at g r ow th ic ke r
42
Biohulladék
8 . ÉVFOLYAM 1 . SZÁM
SZENT ISTVÁN EGYETEM
Fenntartható energiaforrásokkal okosan TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0018 Új, korszerűsített tananyagot fejlesztenek ki a jövő környezetmérnökei és mezőgazdasági mérnökei részére a Szent István Egyetem, a Nyugat-Magyarországi Egyetem, a Nyíregyházi Főiskola és szakmai partnereik 2013.04.15 és 2015.04.14 között, mely naprakész információkkal látja el a képzésben résztvevőket. Projekt célja: a hazai és a nemzetközi munkaerőpiacon egyaránt azonnal használható elméleti és gyakorlati tudást biztosítani. Bővebb információ: www.koti.szie.hu; facebook.com/SZIEGAEKprojektek
A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.
SZENT ISTVÁN UNIVERSITY
Wise use of sustainable energy resources TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0018 A new and modernized curriculum containing up-to-date information is being developed for future environmental and agricultural engineers by Szent István University, the University of West Hungary, the College of Nyíregyháza and their professional partners between 15. 04. 2013 and 14. 04. 2015. The aim of the project is to provide theoretical as well as practical knowledge that can be applied straight away on both the national and international market. Further information: www.koti.szie.hu, Facebook.com/ SZIEGAEKprojektek
The project is supported by the European Union and co-financed by the European Social Fund.