Tisztelt Hölgyeim és Uraim, kedves Kollégák!

bevezetô

Tisztelt Hölgyeim és Uraim, kedves Kollégák!

Tartalomjegyzék / Table of contents

Az idei évben a Biohulladék Magazint kiadó Profikomp Kft. 10 éves lett, és ez az évforduló kiváló lehetôséget biztosít a vissza- és az elôretekintésre. 10 évvel ezelôtt, 2000-ben már élt az EU hulladéklerakókról szóló, mérföldkövet jelentô direktívája, de hazánkban több ezer környezetszennyezô, többségében kis méretû lerakó mûködött, valamint folytak az ISPA projektek elôkészítô munkálatai. A komposztálás szintén gyerekcipôben járt, a szelektív gyûjtés csak kísérleti jelleggel, kis lefedettséggel mûködött. Abban az idôben még csak szakmai álmunkban juthatott eszünkben, hogy Magyarországon is olyan komplex, a hasznosítást elôtérbe helyezô, korszerû komposztálással és MBH-val rendelkezô hulladékgazdálkodási projektek valósulnak meg, mint amilyen Gyôr térségében megvalósult, és amelyet e számunk Mintatelep rovatában be is mutatunk Önöknek. Akkoriban a szigetelt lerakókról és a monitoring rendszerekrôl beszéltünk, most pedig már a gyakorlatban is azzal foglalkozunk, hogy a hulladéknak minél nagyobb hányadát hasznosítsuk és minél kisebb részét ártalmatlanítsuk (rakjuk le). Szakmai körökben is az a legfontosabb kérdés, hogy a hulladék mikor veszíti el a hulladék jellegét jogi értelemben is („end of waste” kritériumok), illetve hogy a kezelésbôl kikerülô végtermékeket milyen formában lehet a legjobb feltételekkel értékesíteni. Sok minden változott az elmúlt 10 évben. Nem kell túlzottan nagy jóstehetségnek lennünk annak megállapításában, hogy az innováció nem áll meg ezen a jelenlegi szinten, és a jövôben várhatóan a szárazfermentálástól és a pirolízistôl kezdve a korszerû másodtüzelôanyag-elôállításon és pelletáláson keresztül, a hulladékgazdálkodás, valamint a megújuló energiatermelés összekapcsolásával és komplex fejlesztésével is nagyon sokat fogunk még foglalkozni. Ami viszont nem változik az az, hogy ebben az innovációs tevékenységben a Profikomp Kft a Biohulladék Magazin mostani és jövôbeni lapszámai segítségével is az Önök partnere kíván lenni, a legújabb fejlesztések és gyakorlati alkalmazások bemutatásán keresztül.

Dr. Alexa László

Dear Readers, This year the publisher of Biowaste Magazine, Profikomp Ltd. is celebrating its 10th anniversary. This provides a great opportunity for reflection as well as thinking ahead. It is already 10 years ago, in 2000, that the EU adopted its milestone landfill directive. However, at that time in Hungary there were several thousand small landfill sites polluting the environment. Preparations were also underway for ISPA projects. Composting had only just started and selective collection projects were in their pilot stages, servicing a tiny portion of the population. In those days we could only dream about the type of complex and modern composting and MBT waste management projects that prioritize waste utilization that are now being implemented in and around Győr - which is introduced in the Model Plant column of our current issue. We talked about

Editorial

insulated landfill sites and monitoring systems in those days, while now, even in practice, we concentrate on utilizing as much of the waste as possible and on landfilling as little of it as possible. The most important question these days is when waste ceases to be considered waste in legal terms (“end of waste” criteria), and in which form the end products of the treatment process can be marketed with the best possible conditions. A great many things have changed in the last 10 years. One does not have to possess great forecasting skills to be able to conclude that innovation will not stop at its present stage and there will be all kinds of projects and attention paid to dry fermentation, pyrolysis, modern secondary fuel production, pelleting, and establishing the connection between waste management and renewable energy generation as well as it’s development. What does not change, though, is that through

Bevezetô / Editorial........................ 1 A Gyôr–Sashegyi Hulladékkezelô Központ / The Gyôr–Sashegy Waste Treatment Centre .......................... 2 A légzési intenzitás (AT4) vizsgálati módszer alkalmazása hulladékok biológiailag bontható szervesanyagtartalmának meghatározására / The Utilisation of a Respiratory Intensity (AT4) Examination Method to Determine the Biodegradable Organic Matter Content of Wastes . ............. 8 Összegzés „a települési hulladék kezelésének jellemzô költségviszonyai, a szolgáltatás gazdasági összefüggései a közszolgáltatók szemszögébôl” címû tanulmányról / Summary of the study ’The Cost Factors and Economic Aspects of Municipal Waste Treatment from a Public Service Providers’ Point of View’ ...................................... 11 Tüzelôanyag elôállítása a polgárdi pelletáló üzemben / Fuel production in the pellet plant located in Polgárdi................................... 18 Tudományos melléklet / Scientific section . ...................................... 23 Fás szárú energianövények ter­ mesztése: elôvetemény és talajmûvelés / Growing woody energy crops: preceding crops and soil cultivation................................... 35 Takaróanyaggal zárttá tett komposztálási technológia emelôtetô szerkezetének (PLS) fejlesztése / Developing the lifting system (PLS) of closed (using cover material) composting technology ................ 44 A biohulladék hasznosítás emissziós kérdései / Determination the situation with emissions from recycling of biowaste ..................................... 48 Elkezdôdik valami… A Zöld Híd Program / Something is starting... Green Bridge Program .................. 53

this innovation process Profikomp Ltd. would like to continue to be your partner through the help provided in the current and future issues of Biowaste Magazine, where we introduce the latest developments as well as their implementation in practice.

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

1

Mintatelep

Model

plant

> B  e z e c z k y- Bagi be áta Pr of ik omp k f t.

A Gyôr-Sashegyi Hulladékkezelô Központ A Gyôr Nagytérségi Hulladékgazdálkodási Önkormányzati Társulás 112 település összefogásával alakult meg azzal a céllal, hogy a régióban egy komplex, integrált hulladékkezelési rendszer alakuljon ki, a különbözô frakciók szelektív gyûjtésétôl kezdve az újrahasznosításon át a nem hasznosítható frakciók biztonságos ártalmatlanításáig. Bár az elsô gondolatok megfogalmazódásától a megvalósulásig jó néhány év eltelt, az eredmény egy valóban nyugateurópai színvonalú, minden környezetvédelmi követelménynek megfelelô, a hulladékot erôforrásnak tekintô, átfogó rendszer lett. A teljes projekt egyik alappillére a tavaly beüzemelt Gyôr–Sashegyi Hulladékkezelô Központ, amelynek üzemeltetôje a Komszol Kft. A projekt beindításáról, a kezdeti nehézségekrôl és az eddig elért eredményekrôl, sikerekrôl Kovács Barnabás ügyvezetô igazgatót kérdeztük. 2

Biohulladék

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

112

önkormányzat érdekeit összefogni és egy közös beruházási projektet véghez vinni jelentôs uniós támogatással sem kis munka. Mik voltak a mozgatórugói ennek a nagyszabású projektnek, hogyan állt össze és ment végbe a teljes beruházás? A megvalósítást két ok tette halaszthatatlanná a projekt szereplôi számára. Az egyik ok a régió központi hul­ ladék­lerakójának várható betelése és a képzôdött hulladék évi 110 ezer tonnájának elhelyezési kényszere. A másik ok az a gazdasági kényszerpálya, amelyik a 112 település lakosságának teherbíró képessége alapján nem tette lehetôvé tisztán üzleti alapon történô beruházás megvalósítását. A korai kezdést indokolta a 2003. évben a Társulás alapításakor ugyan még pontosan nem ismert, de sejthetôen az Uniós csatlakozásból adódóan megnyíló pályázati források igénybevételének elôre ismert hosszú átfutási ideje. Ezért aztán 2003. október 9-én 112 település önkormányzata, polgármestereiket feljogosítva társulást hozott létre annak érdekében, hogy közös szervezetbe, azonos szakmai színvonalú és a fogyasztók számára elviselhetô terhet jelentô

Mintatelep

Model

plant

The Gyôr-Sashegy Waste Treatment Centre

A l é t esít mén y mad á rt ávlatból a próbaüzem kezdetén / B i r d - ey e v ie w at t h e b eginning of operation

The Győr ‘Large Region’ Waste Management Local Government Association was established through the cooperation of 112 villages and towns in order to create a complex and integrated waste management system in the region. This is a system that deals with the selective collection of different waste fractions, recycling and reutilization as well as safe disposal of those fractions that cannot be recycled. Quite a number of years have passed since the idea was first conceived but the result is now a very high quality complex system that fulfils all environmental requirements and is based on the idea that waste is basically a resource to be utilized. One of the main pillars of the project is the Győr-Sashegy Waste Treatment Centre, which started operation last year and is managed by Komszol Kft. In the interview transcribed below, the General Manager, Barnabás Kovács, talked about the project launch, initial difficulties and achievements and successes encountered so far.

megoldás szülessen a térség lakossági hulladékának kezelésére. A résztvevô települések és az azokat képviselô társulási vezetés egyértelmûen amellett tette le a voksát, hogy a hul­ladékhasznosításnak, mint célkitûzésnek a megvalósítását lehetôvé tevô, az ismert hulladék frakciók jelentôs hányadát kezelni tudó rendszer szülessen meg. Ennek érdekében a szükséges elôzetes többváltozatú megvalósíthatósági tanulmányból a csomagolóanyagokra, a vegyes és maradék hulladékokra, és a biológiailag lebontható hulladékokra bontotta fel a társulás a kezelési technológiáit és egy utolsó elemként e kezelési technológiák selejtjének elhelyezésére szolgáló lerakótér megépítése mellett döntött. A projekt történetileg végigjárta mindazokat a ma Magyarországon általánosan jellemzô pályázati vargabetûket, amelyek a feltételek folyamatos változásából adódóan rugalmas technológia alkalmazást követelnek meg a pályázótól, és ennek eredményeként születhetett meg 2008. nyarán az a támogatási szerzôdés, amelyik a társulás által megvalósítandó hulladékkezelési rendszer 9,5 milliárd forintos bekerülési költségébôl 6,5 milliárd forint értékig támogathatónak

It must have been very hard work to harmonize the interests of 112 local governments and carry out a joint investment project with considerable European Union support. What were the motivating factors behind this large scale project and how did you plan and execute the complete investment? There were two main reasons that made the project absolutely necessary for those participating in it. One of the reasons was that the central regional landfill was expected to become full and the annual 110 thousand tons of waste had to be delivered somewhere. The other reason had to do with the economic situation. The residents of the 112 local governments could not afford the costs of a profit-making venture. The project had to start early due to the EU accession funds becoming available. In 2003, when the Association was founded, it was already known that European Union funds would be available and it was also assumed that acquiring this funding would require a long time, although no precise information was available. So on the 9th October 2003 the mayors of the 112 local governments established the Association in order to set up a shared system of high professional quality - a system to tackle the issue of municipal waste management in the region that was at the same time affordable to consumers The participating local governments and the management of the Association had the goal of setting up a system of waste utilization that made the management and treatment of as large a number of the waste fractions as possible. The

nyilvánította a pályázatunkat. A támogathatóság feltétele a 3,1 milliárd forint önrész biztosítása, amelyet 50%-ban Gyôr városa, 50%-ban megelôlegezési jelleggel a Gyôri Kommunális Szolgáltató Kft. biztosított, valamint feltételként szerepelt a Kbt. szabályainak betartása mellett az üzemeltetô szerzôdés aláírásig történô kiválasztása. A feltételek teljesülésekor vett nagy lendületet a rendszer megvalósítása. Milyen kapacitású, és milyen elemekbôl épül fel a rendszer? A hulladékkezelési rendszer 110 ezer tonna lakossági eredetû szilárd halmazállapotú kommunális hulladék hasznosításával foglalkozik. Az össz-hulladék mennyiség hasznosításra történô szelektálása már a fogyasztóknál kezdetét veszi, a családiházas övezetekben megvalósított külön edényzetben történô bio­lógiai lebontásra alkalmas hulladékok gyûjtésével. A nem családiházas övezetekben továbbra is megmaradt a rendszer részeként a hulladékok vegyesen történô gyûjtése és a kezelôközpontba való eljuttatása. A fogyasztókhoz nevesítetten kitelepített gyûjtôedényzetek ügyfélazonosító chipekkel kerültek felszerelésre, amelynek eredményeként a 2011. januárjától

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

3

>

Mintatelep

Model

plant

Am ivel az ügyf él ta l á l kozik a l étes ítm én yb e l épve / O n en try th e fa c il ity

required feasibility study undertook - as a first step - a number of categorizations of the treatment technologies for packaging materials, mixed and remaining wastes and biodegradable wastes, and as the last step came up with the idea of a plant where the remaining untreated waste could be stored. During the project we experienced all those difficulties and problems typical of tenders in today’s Hungary; that is, we had to deal with constantly changing conditions which require a very flexible approach to the use of technology. Finally, as a result of all this work a funding agreement was signed in the summer of 2008 which stated that from the 9.5 billion HUF start-up costs of the waste management system we could receive funds of up to 6.5 billion HUF on condition that we collected 3.1 billion HUF in own contribution start-up capital. 50 per cent of this amount was paid by the town of Győr and 50 percent by the Győri Kommunális Szolgáltató Kft (Győr Communal Service Ltd.) as advance payments. In addition to this, we were also required to work within the framework of Kht (non-profit public company) regulations in the interest of the public and to sign an operational agreement. As soon as all the requirements were fulfilled the system was launched and progress was rapid. What is the capacity of the system and what kind of elements does it have? With our waste management system we treat and utilize 110 thousand tons of municipal solid waste. The selection process of the waste starts at the consumer level. In suburban residential areas with gardens consumers collect biodegradable wastes in separate containers. In more urban environments without gardens mixed waste is collected and then delivered to a treatment centre. The containers consumers use indicate the name of the client and are equipped with special chips with client registration codes. This system will permit the use of a two-level fee to be applied from January 2011.

4

Biohulladék

alkalmazandó díjrendszer két elembôl való felépülése biztosítható lesz. Az egyik díjelem, amely jellegét tekintve átalány jellegûként fog mûködni, a rendszer fenntartási díj, amelyet minden fogyasztónak az igénybevétel mértékétôl függetlenül kell éves szinten két részletben megfizetnie. Ez a díjelem fogja biztosítani a fenntarthatóságát a rendszernek, azaz forrást biztosít a létesítmények pótlására, illetve technológiai továbbfejlesztésére. A másik díjelem a tényelegesen kiürített edényzet után fizetendô ös�szeg, amely tényt a gépjármûveken elhelyezett chip-leolvasók automatikus tényként rögzítenek, és online úton folyamatosan eljuttatnak a szolgáltató központi számítógépére. A rendszer következô eleme a közterületen elhelyezett hulladékgyûjtô szigetekbôl áll, amely 800 lakos/sziget sûrûséggel került letelepítésre, és 4 csomagolóanyag frakció gyûjtését teszi lehetôvé. Ezen elem a rendszerben ingyenesen vehetô igénybe. A lakossági hulladékképzôdés egyik speciális összetevôje azon lomok köre, amelyeknek a háztól, illetve a ház elôtti közterületrôl való összegyûjtése az elmúlt idôszakban nem volt jól megoldható. Ezért e probléma kezelésére 43 hulladékudvar került megépítésre, amelyen 13 frakcióra bontottan helyezheti el a fogyasztói kör a lom jellegû kidobandó holmijait és egyben leadhatja azokat a különleges elbánást igénylô hulladékait,

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Mintatelep

melyeket egyszerûen csak veszélyes hulladéknak szoktunk nevezni. Tekintettel arra, hogy a 2500 km2 kiterjedésû régió É-D irányban közel 100 km hulladék utaztatást igényel, ezért 2 db átrakóállomás került megépítésre a logisztika támogatására, amelyek biztosítani tudják a 30 km-es körön belüli hulladék utaztatást a gyûjtôjármûvekben. A rendszer elemein végig futva elérkeztünk a Sashegyi Hulladékkezelô központhoz, amelynek hatékony mûködését az eddig felsorolt elemek tudják megalapozni, hiszen a fogyasztók elôzetes szelektálása ugyan fáradsággal jár számukra, de külön anyagi terhet nem hárít rájuk, viszont a Hulladékkezelô Központ minden manipulációs szintje anyagi következményekkel jár, amit természetesen csak a fogyasztók pénztárcájából lehet kiegyenlíteni. Megérkeztünk tehát a Gyôr–Sas­ hegyi új központba. Ha a beérkezô hulladék útját követjük, milyen pontokon, kezelési lépcsôkön haladnak át a különbözô frakciók? A Hulladékkezelô Központba beérkezve elôször is találkozunk azzal a beléptetô rendszerrel, amely automatikus mérlegelésen, valamint automatikus jármûazonosító, illetve feladat azonosító rendszeren keresztül engedi belépni a különbözô manipulációkat igénylô frakciókat az üzem területére. A kezelôközpont elsô üzemegységeként a

csomagolóanyagok válogató mûvével találkozunk, amely rendelkezik a megfelelô elôtároló kapacitásokkal és éves szinten teljes mûszakszám mellett 35 ezer tonna hulladék válogatására és bálázására alkalmas. A projekt részeként az elsô próbaüzemi év adatai alapján 7 ezer tonna különbözô csomagolóanyag került különbözô szinten manipulálásra ebben az üzemegységben. A Központban továbbhaladva, a második megálló a mechanikai-biológiai hulladékkezelô egység, amely két célkitûzés megvalósítása érdekében született. Egyrészt a 260 ezer fogyasztóból mintegy 75 ezer fogyasztó számára a lakáskörülmények, illetve a lakótelepi lakókörnyezeti lehetôségek nem teszik lehetôvé a biológiailag lebomló anyagok külön edényzetekben gyûjtését, ezért e vegyes gyûjtési övezetekbôl származó hulladék mennyiségi csökkentése, a benne lévô biológiai fázis gyorsított eljárású humifikálása, valamint ezen mintegy 35 ezer tonna vegyes hulladékban rejlô energiatartam hasznosítás megvalósítása a cél. A másik célkitûzés a kétkannás gyûjtési övezetbôl származó még nem teljesen bio-mentes maradék hulladéknak a kezelése az elôzôekben leírt célkitûzések szerint. A mechanikai-biológiai hulladékkezelés egy mechanikai aprítást követô 14 napos aerob eljárást alkalmazó silókon keresztül tudja biztosítani az alacsony

MBH kezelés a gyôri telepen / M BT tre atm en t at th e G yôr fa c il ity

Model

plant

One of the fee elements is a general fee to support the maintenance of the system. This fee will be the same for each client and will not depend on the amount of waste treated. It will be an annual fee paid in two parts. This fee will ensure the sustainability of the system (that is, finance replacements at the plants and technological development). The other element will be a fee related to the container. Vehicles will be equipped with chip registration equipment and after the container is emptied information will be automatically sent to the central computer of the service provider. The next element of the system consists of waste containers in public areas (with one group of containers set up for each 800 residents) and will include separate containers for 4 different packaging material fractions. These containers will be free of charge. A special part of municipal waste is lumber, the collection of which from houses and from areas outside houses has caused considerable problems lately. For this reason 43 waste collection points have been set up where consumers can drop their separated lumber or rubbish in 13 different fractions and where they can also drop wastes that need special attention; that is, hazardous waste materials. As the size of the (2500 square km) region necessitates the transportation of waste over 100 kms from North to South and back, 2 loading stations have been built to support logistics. These stations facilitate transportation within a diameter of 30 kms using collecting vehicles. Having discussed the elements of the system we can now turn to the Sashegy Waste Treatment Centre. The stages discussed above make sure the Centre works efficiently, since pre-selection by consumers requires some effort but does not create costs for us. At the Centre, all treatment methods have financial consequences and the costs can only be covered by consumer contributions. We have arrived at the new Győr-Sashegy Centre. If we follow the path of the incoming waste, what stages and treatment steps do the different fractions go through? Having entered the Waste Treatment Centre, we can first see the entry system which automatically weighs and identifies the vehicle and the necessary job on entry of the different waste fractions to the plant. At the first unit of the treatment plant we see the selecting machine for packaging materials. The unit has the necessary storage capacity to select and bale 35 thousand tons of waste per year. Project data of the first year of the trial period shows that 7 thousand tons of different packaging materials were treated at different levels by this unit within this time period. As we continue our walk through the Centre, the second stop is at the mechanical-biological waste treatment unit, which was designed for two purposes. First of all, from our 260 thousand customers, 75 thousand live in apartment block type settlements, which make the collection of biodegradable waste in separate containers im-

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

5

>

Mintatelep

>

Model

plant

possible. So the aims are to decrease the amount of waste coming from those areas where mixed waste is collected, to carry out the fast humification of the biodegradable fraction and to utilize the energy content of the 35 thousand tons of mixed waste. The second aim is to treat the waste coming from the two-container collection areas. This waste still contains some biological fraction and requires treatment as described above. Mechanical-biological waste treatment is preceded by mechanical shredding. The waste then undergoes a 14-day aerobic treatment in silos, which ensures the finished product has is of low moisture content and can be easily collected in different fractions through the process of sifting. It is then packed in bales and utilized as fuel. Within one year of operation the plant produced 12 thousand tons of baled products with a calorific value of 13,900 KJ/kg. These products are currently stored in warehouses. The third unit of the plant is the farthest point within the plant. This is the place where the composting of separately-collected waste fractions and other green wastes takes place. The composting technology includes the use of GoreTM Cover and air insufflations. After 21 to 30 days in windrows compost is produced which requires further curing. Curing takes 3 to 6 months depending on weather conditions. During the trial year of operation, which included only 6 months of separate collection, 8 thousand tons of compost requiring further fermentation was produced. In the plant a landfill was also established to store refuse materials left over from the previously-described treatments that can not be further manipulated or economically treated. The 72 thousandsquare meter landfill is modern and fulfils all legal requirements. It has 1,200 thousand cubic meters of solid cubage capacity. It was designed to have three separate leachate collecting units to ensure separation and security. The landfill has a geo-sensor monitoring system which constantly monitors the condition of the HDPE cover above. The leachate collecting system was set up to avoid damage to the environment. The final point of this system is an 18 thousand-cubic meter storage pool for the collection of this polluted water. There is also a gas collecting system, although it has no role at the present stage of operation. It is designed to eliminate any biogas produced in the future through flaring. In the first year, 37,522 tons of waste was landfilled in this unit. This takes up 52,800 cubic meters of cubage capacity. We are particularly proud of this result since only 32 per cent of the 110 thousand tons of incoming waste was landfilled. Firstly we talked about waste as a resource and then about the fact that when the Győr plant was designed you not only adhered to current environmental regulations but also to expected future legislation, since mechanical-biological treatment of municipal solid waste also meets the likely demands of future regulations. What motivated you to use mechanical-biological

6

Biohulladék

nedvesség tartalmú és rostálásos eljárással könnyen frakciókra bontható tüzelôanyagként hasznosítható bálázott termékeket. Az üzem 1 éves üzemeltetési ideje alatt 12 ezer tonna 13.900 kJ/kg fûtôértékû bálázott terméket állított elô, amely jelenleg raktározás alatt található. A harmadik üzemegységként érünk el a létesítmény legtávolabbi pontjára, ahol a külön gyûjtésbôl származó és egyéb kertészeti eredetû anyagok komposztálása történik. A komposztálásos technológia Gore™ Cover ponyva alkalmazásával, levegôbefúvásos eljárással mûködik, és mintegy 21-30 nap prizmában tartás után teszi lehetôvé az utóérlelendô komposzt kitermelését. Az utóérlelés ciklusa idôjárástól függôen 3-6 hónapot vesz igénybe. A próbaüzemi év termékeként, amelybôl a külön gyûjtés csak 6 hónapot fedett le, mintegy 8 ezer tonna utóérlelendô anyag termelôdött. A létesítményben mûködtetett feldolgozó üzemek selejtjeiként a tovább nem manipulálható, illetve gazdaságosan nem kezelhetô anyagok tárolására egy a mai kor követelményeinek és törvényi elôírásainak megfelelô hulladéktér került kialakításra. Ez a lerakótér ös�szességében 72 ezer m2 alapterülettel 1  200  000 m3 tömör kubatúrával rendelkezik, amely a szakaszolhatóság érdekében 3 csurgalékvízgyûjtô egységre felbontottan létesült. A lerakótér rendelkezik azokkal a geoszenzoros ellenôrzô

„Az elsô esztendôben e lerakótérben 37 522 tonna hulladék került elhelyezésre, amely 52 800 m3 kubatúrát foglalt el. E mutatószámra különösen büszkék vagyunk mint szolgáltatók, hiszen a 110 ezer tonna beérkezett össz-hulladékból csak 32%-nyi mennyiség került lerakással ártalmatlanításra.”

Bálázott tüzel ôa n ya g c som a g ol á s el ôtt / B a l ed RDF b ef or e pa c kin g

5 . é v f o ly a m 2 – 3 . s z á m

Mintatelep

rendszerekkel, amelyek biztosítani tudják, hogy a felette kialakított HDPE fólia sérülésmentességét folyamatosan ellenôrizni lehessen. Szintén a környezet terhelésének elkerülését szolgálja a csurgalékvízgyûjtôrendszer, amelynek végpontjaként egy 18 ezer m3-es tárolómedence biztosítja a szennyezett csapadékvíz összegyûjtését. Ehhez kapcsolódik még – ugyan a jelenlegi mûködési fázisban még jelentôséggel nem bíró – gázgyûjtô rendszer, amely a majdan képzôdô biogázok elfáklyázásos ártalmatlanítását tudja biztosítani. Az elsô esztendôben e lerakótérben 37  522  tonna hulladék került elhelyezésre, amely 52  800 m3 kubatúrát foglalt el. E mutatószámra különösen büszkék vagyunk mint szolgáltatók, hiszen a 110 ezer tonna beérkezett össz-hulladékból csak 32%-nyi mennyiség került lerakással ártalmatlanításra. A bevezetôben beszélgettünk a hulladékról mint erôforrásról, illetve arról, hogy a gyôri telep kialakításakor nem csak a jelenlegi környezetvédelmi elôírásokat vették alapul, hiszen a TSZH kezelése a mechanikai-biológiai kezelés révén már most megfelel a várható jövôbeni elôírásoknak is. Mi motiválta Önöket az MBH megvalósítására, és milyen nehézségekkel kell megküzdeniük? Az MBH megvalósítására az a kényszer motivált bennünket, hogy a vegyes gyûjtési övezetbôl és a maradék hulladékgyûjtôedényekbôl származó anyagmennyiség, ha kezeletlenül került volna a lerakótérre, akkor nagyon rövid idô alatt felélte volna a hasznos lerakókapacitásokat felélte volna, és tekintettel az ilyen jellegû létesítmények fejlesztésének nagyon nagy anyagi terheire és nem támogatható voltára, ezt csak a fogyasztóink pénztárcáinak megterhelésével tudtuk volna kezelni. A  másik indok az MBH megvalósítására és mûködtetésére az a meggyôzôdésünk, hogy a hulladékok sorsa, mint végleges megoldás csak akkor rendezhetô, ha valamilyen eljárás közbeiktatásával, vagy a ma ismert vagy jövendôbeli technológiák mûködtetésével az energiává tétel lehetséges. Hiszen ma egyetlen olyan terméket nem tudunk találni, amelyik korlátlanul fogyasztóra talál, csak az energia az egyetlen állandóan hiányként jelentkezô áru. Az általunk választott MBH eljárásról nem hisszük azt, hogy az egyedül

üdvözítô megoldás, de a mi körülményeink között ezt ítéltük a célhoz vezetô általunk járható útnak. Az általunk választott kezelési módok mindegyike azt a nehézséget hordozza magában, hogy a különbözô üzemekben született termékek további hasznosulása érdekében aktív közremûködô szerepet kell vállalnia a közszolgáltatónak, mert ellenkezô esetben mindaz, amit drága pénzért a fogyasztók fáradságával haszonanyaggá vált a folyamatból, lerakandó haszontalan szemétté válik, ha nem találjuk meg azokat a fix fogyasztói pontokat, amelyek a folytonosan képzôdött anyagok gazdaságos elhelyezését lehetôvé teszik. Sokan látogatják a telepet, szakmai berkekben követendô példaként, egy valóban jövôbe mutató rendszerként emlegetik a gyôri projektet. Az elmúlt egy év üzemeltetési tapasztalatai alapján Ön mit gondol errôl? Az elmúlt egy év üzemeltetôi tapasztalatai sok tanulsággal bírtak számunkra, elsô és legfontosabb tanulság, hogy a hasznosítási célok csak szívós önkorlátozó üzemeltetés mellett biztosíthatók, még néha komoly gazdasági hátrányok bevállalása árán is. Az üzemeltetés biztonságát nagy mértékben meghatározza a fogyasztók magatartása és hozzáállása, ami folyamatos állandó kommunikációt igényel a szolgáltató részérôl és nagyon nagy fokú szerepvállalást a felnövô nemzedék tanításában. Szintén tapasztalatként jelenthetem ki, hogy a hulladékos-szakma ma béklyó­ban vergôdik a valóságtól elszakadt és lemaradt jogszabályi rendszer miatt, amely mind az érvényre juttató hatóság, mind a szolgáltató számára néha megoldhatatlan helyzeteket képes teremteni. Egyértelmûen javasolandó azoknak a hulladék besorolási kódszámrendszereknek és hulladékkezelési szabály pontoknak az egyszerûsítése, amely a túlszabályozottsága miatt a vétlen és szándékos szabályszegôk egy csoportba kerüléséhez vezet. Ezért én csak egyet kívánhatok magunknak, nagyobb bizalmat a jogalkotók és a jogot ellenôrzôk részérôl, és sokkal keményebb szankcio­ nálást a ténylegesen szabályt szegôk irányába a jogérvényesítôk oldaláról. Ennek a kívánalomnak a végére kívánkozik az a mondás, hogy „ A remény hal meg utoljára.” ■

Model

plant

waste treatment methods and what are the difficulties you have had to tackle? We were motivated, since without treatment the waste from the mixed collection areas and the rest of the containers would have used up our landfill capacities in a very short time. Moreover, the development of such landfills is extremely costly and it is not possible to receive financial support, which means that the costs could have only been covered by our consumers. Another reason for the use of mechanical-biological waste treatment is our belief that the only real solution for waste is to turn it into energy through some additional treatment process, using technology known about today or potentially available in the future. These days, energy is the only product that can always be sold and there is never enough. We know that the mechanical-biological treatment method we use is not the only good method but given our circumstances we chose this technological solution for our plant. All the treatment technologies we use have the drawback that the public service provider has to play an active role in ensuring utilization of the products which are derived from the different plants. If this does not happen, the useful materials - costing a lot of money and effort from the consumer to produce - could end up as useless rubbish to be landfilled. We need to find stable customer outlets for the products that make the economical use of the continually-produced materials possible. The plant has a lot of visitors and experts say that the Győr project is an example to follow and shows the way to the future. Considering the operational experiences of last year, what do you say to this? We have gained a lot of useful experience during the last year of operating the plant. The most important thing to realise is that the utilization goals can only be achieved with a persistent selflimiting operation, which means that sometimes we are faced with serious economic problems. Security of operation largely depends on the behaviour and attitude of consumers, which means that the service provider constantly has to communicate to the consumer. The education of future generations is also absolutely essential. I have also experienced that the waste sector suffers from unrealistic and old-fashioned legal regulations that result in insoluble situations for both authorities and service providers. It is absolutely important to simplify the waste and waste treatment regulations, since in a situation such as the current one, when everything is overregulated, those who accidently and those who intentionally violate rules are considered to be equivalent. So I can only wish we were trusted more by legislators and monitoring authorities, and there were more serious penalties for those who intentionally and clearly break the rules. As we all know, there is a Hungarian saying: ’hope dies last’.

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

7

Á lta l á n o s

General

> D  r. Ágost on Csaba , D r . B é r es A ndr ás, Török I l dikó , K V I- P L U S Z K ö r n y e z etv é del mi Vi z sgál ó I ro da Kf t.

A légzési intenzitás (AT4) vizsgálati módszer alkalmazása hulladékok biológiailag bontható szervesanyagtartalmának meghatározására A biológiailag lebontható szervesanyagot tartalmazó hulladékok, vagy más megközelítésben a hulladékok biológiailag lebontható szervesanyag-tartalmának hasznosítása, ártalmatlanítása a hazai hulladékgazdálkodás egyik legfontosabb feladata. A hazai gyakorlatban leginkább elterjedt ártalmatlanítási mód a lerakással történô ártalmatlanítás, mely esetben a nemzetközi elvárásokkal összhangban a hazai jogi szabályozás elôírja a lerakásra kerülô hulladék biológiailag lebomló szervesanyag-tartalmának drasztikus csökkentését: 2004. július 1.: legfeljebb 75%, 2009. július 1.: legfeljebb 50%, 2016. július 1.: legfeljebb 35% (bázisév: 1995, 2000/XLIII. törvény a hulladékgazdálkodásról). A célkitûzésben szereplô értékeket a lerakást megelôzô elôkezeléssel (pl. mechanikai-biológiai stabilizálás), illetve a biológiailag lebontható hulladékok szelektív gyûjtését, majd kezelését (komposztálás) követô hasznosítással el lehet érni. Egyrészt a technológiai folyamat, és a kész „termék” (komposzt, vagy stabilát) minôségellenôrzése céljából, másrészt jogszabályi követelmények miatt (23/2003. (VII.29) KvVM rendelet) szükség van a hulladékok bio­ lógiailag lebontható anyag-tartalmá8

Biohulladék

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

nak mérésen alapuló meghatározására, számszerûsítésére. Ezt a célt, a szervesanyag-tartalmú hulladékok, illetve az elôkezelés során keletkezett „termékek” biológiailag lebontható anyag-tartalmának mérését a szervesanyag-tartalom meghatározására szokásosan alkalmazott módszerekkel (TOC, DOC, izzítási veszteség) nem lehet elérni, ugyanis ezek a módszerek a minták teljes szervesanyag-tartalmát mérik, beleértve a biológiailag nem lebontható tartalmat is. A biológiailag lebontható szervesanyag-tartalmat a légzési aktivitás meghatározásával (AT4 módszer) mérhetjük. A módszer a biológiai aktivitás (anyagcsere) során tapasztalható oxigénfogyasztás mérésén alapszik, ami végsô soron a mintarészlet biológiailag lebontható szervesanyag-tartalmával arányos. A KVI-PLUSZ Környezetvédelmi Vizsgáló Iroda Kft. Magyarországon elsôként nagyszámú vizsgálatot végzett különbözô hulladékokkal, és akkreditált a légzési aktivitás (AT4) vizsgálatára. Vizsgálataink egyrészt a mechanikai-biológiai szárazstabilizált hulladékokra, másrészt komposztált biohulladékokra irányultak. Az elvégzett vizsgálataink eredményei, és a szakirodalomban kö-

Á lta l á n o s

General

Dr. Ágoston, Csaba, Dr. Béres, András, Török, Ildikó, KVI-PLUSZ Environmental Examination Office Ltd.

AT4 [mg O2/g sz.a.]

The Utilisation of a Respiratory Intensity (AT4) Examination Method to Determine the Biodegradable Organic Matter Content of Wastes Mintaszám 1 . á b ra A u szt r iai k omposztáló telepekrôl szárm azó kés z kom pos ztok l ég zés i a k t i vit á sa 2 / Diag r am 1 Respiratory activity of finished c om pos ts pr od u c ed b y A u s t r ian c o mp ost in g plants

zölt, az egyes vizsgált termékek, anyagok légzési intenzitására vonatkozó adatok alapján a légzési aktivitás (AT4) vizsgálatának két alapvetô területére, és a vizsgálat elvégzésének fontosságára hívnánk fel a figyelmet. A komposztok „érettségére” vonatkozó, nemzetközi gyakorlatban elfogadott osztályozási módszer öt stabilitási osztályt különböztet meg a légzési aktivitás értékek alapján (1. táblázat). Stabilitási osztály

Légzési aktivitás (AT4) [mg O2/g sz.a.]

V

≤6

IV

16–6,1

III

28–16,1

II

40–28,1

I

> 40

Termékleírás

Kész komposzt Aktív komposzt Nyers komposzt

1 . t á b lá z at K o m p o szt stab ilit á si osztály a m e gh at á r oz ot t lé g zési aktivitás é rt é k e k alapjá n 1

Ugyanakkor egy korábbi, Ausztriában végzett felmérés eredményei – és saját mérési eredményeink is – rávilágítanak arra, hogy a kész komposztok légzési intenzitás értékei széles határok között változhatnak (1. ábra). Ez a tény természetesen a különbözô komposztáló üzemekbôl származó, egyaránt kész komposztnak tekintett termék felhasználhatóságát jelentôsen befolyásolhatja, így a felhasználás elôtt esetenként elengedhetetlenné válhat a légzési intenzitás meghatározása alapján a komposzt érettségének pontos meghatározása.

The utilization and elimination of biodegradable wastes with organic matter (or from another point of view, the biodegradable organic matter content of waste) is one of the most important tasks for Hungarian waste management. In Hungary the most common waste elimination technique is landfilling, and in accordance with international laws the Hungarian legal regulations stipulate that the biodegradable organic matter content of landfilled wastes should be dramatically reduced: 1st July 2004: maximum 75 per cent, 1st July 2007: maximum 50 per cent and 1st July 2014 maximum 35 per cent (base year: 1995, 2000/XLIII Law on Waste Management). Target figures can be achieved through pre-treatment prior to landfilling (e.g. mechanical-biological stabilization) as well as through the selective collection, processing (composting) and utilization of biodegradable wastes. Measurement-based determination and exact numerical parameters about the biodegradable part of wastes are required not only for the technological processing and quality assurance of the final ’product’ (compost or stabilate) but also according to regulations (23/2003 (VII.29) Environmental and Country Development Ministry decree). This goal - that is, the determination through measuring of the biodegradable content of wastes with organic matter (and also of the ’goods’ produced during the pre-treatment process) - cannot be achieved with methods normally normally used (such as TOC, DOC or ignition loss) as these methods measure the total organic matter content of the samples, including the biologically non-degradable

>

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

9

Á lta l á n o s

>

General

part. Biodegradable organic matter content can be measured by determining respiratory activity (AT4 method). The method is based on measuring oxygen uptake during biological activity (metabolism), which may be correlated to the biodegradable organic matter content of the sample. KVI-PLUSZ Environmental Examination Office Ltd. was the first in Hungary to carry out a large number of examinations on various wastes. KVIPLUSZ is accredited to carry out respiratory activity (AT4) examinations. Our research focused on mechanical-biological dry stabilized wastes as well as on composted biowastes. Based on our experimental results and on data also published in literature about the respiratory intensity of the examined products and materials we hereby present highlights of two fundamental areas of respiratory activity (AT4) examinations and the importance of the examination itself. In international practice there are five stability categories based on respiratory activity values as far as the ’ripeness’ of composts is concerned (See table 1 below). Table 1 Compost stability category based on respiratory activity values1 Stability category

Respiratory activity (AT4) [mg O2/g d.m.]

V

≤6

IV

16 – 6,1

III

28 – 16,1

II

40 – 28,1

I

> 40

Product description Mature compost Active compost Raw compost

However, the results of an earlier study carried out in Austria – and also from our own measurements show that the respiratory intensity values of finished composts may widely vary (Diagram 1). As a matter of course this fact may significantly modify the usability of finished composts that come from different composting plants. As a result, before the compost product is used, in certain cases it may be necessary to determine the exact ripeness of the compost by checking its respiratory intensity. Our measurement data and literature also show that in the case of mechanical-biological stabilization the respiratory activity of raw materials (municipal solid waste) ranges between 38 and 60 mg O2/g dry matter3. The level of respiratory activity, which of course has a direct connection with the characteristics of the collection area and collection method - among other factors - also shows seasonal variations. This fact shows that during the planning stage of any mechanical-biological stabilization system the respiratory activity of the municipal waste to be treated – important basic data for planning – must be determined using a suitable number of tests. The selected technology system must also be flexible enough to be modifiable depending on the changes in respiratory intensity of the municipal solid waste to be treated. It is important that the disposability of the produced stabilate is decided based on – among other factors - its respiratory intensity.

10

Biohulladék

Szárazstabil izá lt h u l l a d ék / D ry- sta b il ized wa ste

A mechanikai-biológiai stabilizálás esetén az alapanyagok (települési szilárd hulladék) légzési aktivitása (AT4) a mérési adataink és a szakirodalomban közölt adatok szerint 38-60 mg O2/g sz.a. között változik3, a légzési aktivitás mértéke, amely természetesen szorosan összefügg a gyûjtôkörzet jellemzôivel, a gyûjtési móddal, többek között évszakos változást is mutat. Ez alapvetôen arra hívja fel a figyelmet, hogy a mechanikai-biológiai stabilizálásra kidolgozott technológiai rendszer tervezése során a kezelni kívánt települési hulladék ezen jellemzôjét – mint fontos tervezési alapadatot – kellô számú vizsgálattal kell

meghatározni, és a kiválasztott technológiai rendszert a kezelni kívánt települési szilárd hulladék légzési intenzitásának esetleges ingadozásához igazítva megfelelôen rugalmasan kell kialakítani. Nem szabad ugyanis megfeledkezni arról, hogy az elkészült stabilát lerakhatóságát – más tényezôk figyelembe vétele mellett – éppen annak légzési intenzitása alapján lehet meghatározni. ■

1 Galli U., Fuchs J.: Auswirkungen von Komposten und von Gärgut auf die Umwelt, die Bodenfruchtbarkeit, sowie die Pflanzengesundheit. Modul 2: Definition von Qualitätsparametern. Bericht, Forschungsinstitut für biologischen Landbau; Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaf;, Bundesamt für Landwirtschaft; Bundesamt für Energiewirtschaft; Kanton Zürich, 2004. november, p. 15. 2 Smidt E., Binner E., Lechner P.: Huminstoffe als Qualitätsparameter für Komposte und zur verfahrenstechnischen Optimierung von Kompostanlagen. FFG-Forschungsprojekt, Gesamtbericht (2008), Universität für Bodenkultur Wien, Department für Wasser – Atmosphäre – Umwelt; p. 71. 3 Fricke K., Turk T.: Stand und Perspektiven der biologischen Abfallverwertung und -behandlung in Deutschland. TA-Datenbank-Nachrichten, 9. Évf. 1. Szám, 2000. március, p. 24-36

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Á lta l á n o s

General

> N  ag y Gy ö rg y I ga z gató Kö z tisz tasá gi E g y esül é s

Összegzés

„A települési hulladék kezelésének jellemzô költségviszonyai, a szolgáltatás gazdasági összefüggései a közszolgáltatók szemszögébôl” címû tanulmányról

M

ivel az utóbbi idôszakban sem a Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium, sem a szakmai szervezetek nem rendelkeztek átfogó képpel a hazai települési szilárd hulladékgazdálkodási közszolgáltatói piac jellemzôirôl, szükségessé vált egy összetett elemzô tanulmány elkészítése, amelyben bemutatásra kerülnek a települési szilárd hulladékgazdálkodási közszolgáltatással kapcsolatos gazdasági összefüggések, jellemzô költségadatok, területi jellemzôk. A tanulmány elkészítéséhez a Köztisztasági Egyesülés 84 tagszervezetébôl 43 szolgáltatott adatot, amely 1735 települést és cca. 6 634 414 lakos érintett. A jelenleg mûködô 72 lerakóból 36 lerakó üzemeltetôje szolgáltatott információt, amit kiegészített 7 régi (bezárt) lerakó mûködtetésével kapcsolatos adatszolgáltatás. A 43 kérdôív összesen cca. 4300 adat feldolgozását, elemzését tette lehetôvé. A lakossági hulladékdíjjal kapcsolatos adatok közel 280 településtôl származ- >

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

11

Á lta l á n o s

>

General

György Nagy, Director Public Sanitation Association

Summary of the study ’The Cost Factors and Economic Aspects of Municipal Waste Treatment from a Public Service Providers’ Point of View’ As recently neither the Ministry for the Environment and Water nor professional organizations have received a general overview of the public utility market of the Hungarian municipal solid waste management sector, a comprehensive analysis had to be carried out which revealed the economic aspects, typical cost factors and regional characteristics of the municipal solid waste management public utility service sector. The study is based on data provided by 43 members of the 84 trade unions of the Public Sanitation Association and involved 1,735 local governments; that is, about 6,634,414 residents. From the currently operating 72 landfill sites the operators of 36 plants provided information. In addition to this, operational data coming from 7 old (closed) landfill sites was also analyzed in the study. The 43 questionnaires provided approximately 4,300 items of information to be processed and analyzed. Municipal waste fee data came from almost 280 local governments Outstanding debts are associated with about 4,972,479 residents. The study is based on data that supports accurate analysis, conclusions, estimates and prognoses One of the main conclusions of the study is that fees did not start increasing dramatically as the old-fashioned landfill sites were closed. There were areas where the closures did not result in any increases at all. These local governments showed

12

Biohulladék

La kossági hu l l a d ékkezel és fa j l a g os költs ég ei a l er a kó 10 km - es kör zetén b el ül ( összesített á tl a g a d atok, 2009)

KTVF Nyugatdunántúli Északdunántúli Középdunántúli Dél-dunántúli Alsó-Tiszavidéki Közép-Tiszavidéki Közép-Dunavölgyi Északmagyarországi Felsô-Tiszavidéki Tiszántúli Összesen Országos átlag

Szelektív HulladékkeSzelektív Szelektív gyûjtés több- zelés összes gyûjtés gyûjtés, kezelés költsége árbevétele let költsége költsége (Ft/tonna) (Ft/tonna)*** (Ft/tonna)* (Ft/tonna)

Szállítási többlet költség (Ft/t/km)**

Szállítási költség (Ft/tonna)

Lerakási költség (Ft/tonna)

9 052

5 258

3 996

1 441

2 555

16 865

34

3

11 514

5 898

1 293

703

590

18 002

46

2

Adatszolgáltatók száma (db)

8 216

5 433

2 105

620

1 484

15 133

56

5

10 135

3 694

11 884

1 411

10 473

24 302

202

3

13 583

6 734

4 218

1 872

2 347

24 535

209

2

10 942

8 026

6 303

1 844

4 459

23 427

100

3

12 931

6 777

1 077

1 232

-156

19 552

24

2

18 250

4 500

7 900

7 900

30 650

11 684

5 440

2 195

1 075

1 120

18 244

37

11 812

5 751

4 552

1 133

3 419

20 982

79

1 2 23

* Hasznosítható hulladékeladásból származó árbevétel, beleértve a koordináló szervezettôl kapott támogatást, a rendszeres hulladékgyûjtés során begyûjtött vegyes lakossági hulladék tömegére vetített adat ** A lerakó 10 km-es körzetén túl *** A rendszeres hulladékgyûjtés során begyûjtött vegyes lakossági hulladék tömegére vetített adat

nak, a kintlévôségek cca. 4 972 479 lakost érintettek. Megállapítható, hogy a tanulmány olyan adatbázison nyugszik, amely a legpontosabb elemzést, következtetést, becslést és prognózist eredményezi. Az elemzés fontos megállapítása, hogy a korszerûtlen lerakók bezárásából nem következett a díjak kontrolálatlan elszabadulása. Voltak olyan térségek, ahol ez a tény önmagában nem okozott díjemelést. Ezek az önkormányzatok felelôs tervezéssel felkészültek a bezárás várható következményeire, s díjpolitikájukat ennek megfelelôen idôben „elhúzva”, a fokozatosság elvének betartásával alakították ki. Ahol ez

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

bármilyen okból elmaradt, ott az egyes térségben végrehajtott akár 40%-os díjemelés, nem elsôsorban a szállítási többletköltségbôl, hanem az eleve jóval magasabb lerakási díjakból fakadt. A szállítási többletköltségek az összes költség 10–20%-a közé tehetôk. Ez természetesen függ a földrajzi adottságoktól, a szállítási logisztikától, a lerakó elhelyezkedésétôl. Általánosságban megállapítható, hogy a hulladékgazdálkodás hatalmas fej­lô­désen ment át az elmúlt tíz évben. Az ország összes településén szervezett települési hulladékkezelési közszolgáltatás mûködik. Kiépültek a nagy regionális hulladékkezelô rendszerek, kialakultak

Á lta l á n o s

„... a hulladékgazdálkodás hatalmas fej­lô­ désen ment át az elmúlt tíz évben. Az ország ös�szes településén szervezett települési hulladékkezelési közszolgáltatás mûködik. Kiépültek a nagy regionális hulladékkezelô rendszerek, kialakultak az ezekhez kapcsolódó régiók.”

az ezekhez kapcsolódó régiók. A magyarországi rendszer teljes mértékben felzárkózódott az EU-s elvárásokhoz, bizonyos területeken meg is elôzte azt. A díjak A díjak alakulása jól nyomon követhetô az azonos településnagyság és az országon belüli elhelyezkedést ábrázoló adatsorokon. Általánosságban megállapítható, hogy az alacsony díjak emelkedése, a díjak felsô harmadhoz közelítô felzárkózása várható. Ez az ország hulladékgazdálkodási rendszerének egységesülésébôl fakad. A díjak jelenlegi mértékére az önkormányzati helyi politika éppúgy hat, mint a közszolgáltatói piac mûködése. La kossági hul l a d ékkezel és á tl a g d íj a i a referencia tel epü l és eken ( 2009. évi nettó adatok)

110–120 l edény egyszeri ürítési átlagdíja (Ft/ürítés) Nyugat-dunántúli 274 Észak-dunántúli 280 Közép-dunántúli 255 Dél-dunántúli 230 Alsó-Tisza-vidéki 290 Közép-Tisza-vidéki 195 Közép-Duna-völgyi 226 Észak-magyarországi 309 Felsô-Tisza-vidéki 181 Tiszántúli 282 Összesen Országos átlag 252

KTVF

Települések száma 33 34 39 22 33 8 30 34 24 31 288

A helyi politika számára a lakosság díj mértéke fontosabb a környezetvédelmi szempontoknál. A díjak elfogadásánál a szakmai szempontok háttérbe szorulnak, nagyobb jelentôsége van a környezô,- vagy hasonló nagyságú települések díj-összehasonlításának. Ez viszont azt a veszélyt hordozza, hogy a díjak mûszaki tartalmának összehasonlítása elmarad. A valós költségeket figyelmen kívül hagyó díjmegállapítás jogi következménnyel járhat. Úgy véljük, hogy ez az eset precedens értékû lehet, s perek sorozata indulhat el, amit a szabályozás újragondolásával, a helytelen gyakorlat megszüntetésével kellene megakadályozni. Egy-egy település közszolgáltatási pályázatán nyertes szolgáltató díjjavaslata – a verseny jellegébôl fakadóan – általában az alacsony kategóriához tarto-

General

a responsible attitude in planning. They prepared for the expected consequences, and came up with a fee policy that increased fees slowly and gradually. This did not happen in some cases and in some areas the increase was as high as 49 per cent, which was mainly due to the much higher landfilling costs (rather than extra transportation costs). The extra transportation costs are about 10 to 20 per cent of the total cost. As a matter of course the costs depend on geographical characteristics, transportation logistics and the area of the landfill site. In general we can say that waste management has developed dramatically over the past 10 years. In all local governments there is an organized municipal waste management utility service. Large regional waste management systems have been set up and the corresponding regions have been defined. The Hungarian system fully complies with the European Union rules - in some areas even exceeding their requirements. Fees The change in fees can be easily followed if one studies the data showing towns and villages of the same size and their location in the country. In general, low fees are expected to increase to reach the level where the upper third part of fees is now. All this results from the unification of the country’s waste management system. The current level of fees is influenced by both local governmental politics and the movements of the public utility market. For local politics the level of fees is more important than environmental concerns. More emphasis is paid to comparing fees in nearby or similarsized towns than to professionalism. This way a comparison of the technical content of the fees can be completely absent. However, agreements based on the level of fees without consideration of the real costs could lead to legal problems. We believe that this legal case may set precedents and may trigger a series of legal cases. This situation may only be prevented by the reconsideration of regulations and the termination of inappropriate practices. Due to a competitive environment the winning offer of utility service tenders usually falls into the lower price category and after two to three years of operation increases to the level of the top third of the price range. Once fees enter the upper third range the factor that most significantly influences them will probably be inflation, as long as the waste management system does not change. Willingness to pay One of the most sensitive issues is a low level of willingness to pay fees, as well as a chaotic money recovery system. Although the intention behind designing fee recovery legislation was correct, the system does not work in practice. The continuous nature of the public utility service and the drive for achievement in certain regions of the country together gradually destroys the operation of modern waste management systems. The reasons

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

13

>

Á lta l á n o s

>

General

La ko ssá g i h u llad ék k e zelés kintlévôségének összesített a d ata i

Lakossági kintlévôség 2009. 06. 30.

Lakossági hulladékkezelés kintlévôségei 90 napon túl (eFt)

KTVF

Nyugat-dunántúli Észak-dunántúli Közép-dunántúli Dél-dunántúli Alsó-Tisza-vidéki Közép-Tisza-vidéki Közép-Duna-völgyi Észak-magyarországi Felsô-Tisza-vidéki Tiszántúli Összesen Országos átlag Összesen Budapest nélkül Országos átlag Budapest nélkül

2007

2008

22 932 119 736 118 085 36 333 62 396 18 985 128 807 75 940

25 647 145 728 157 414 57 139 57 524 10 593 146 324 134 891 22 378 153 288 910 926

118 400 701 614 700 615

908 815

6/30/2009 30 770 137 139 164 540 79 627 62 974 9 591 152 542 211 072 111 243 181 030 1 140 528 1 134 975

behind this phenomenon have to be analyzed as they are definitely affecting organizational, local governmental and service mechanisms. The current system whereby public utility providers have full responsibility has to be terminated and payments for services provided have to be guaranteed. Management of outstanding money The current legal regulations for fee recovery and their practical execution can no longer be tolerated. The original legislative intention has been totally lost. Contradictory court decisions and ministerial statements are an everyday reality (legal procedures are omitted, court decisions are made on fee recovery, court demands for payment expire in 30 days, notaries manage fee recovery, service providers are required to reveal the personal details of debtors, etc.) The local government - as the body responsible for the organization of public utility services - should be required to transfer the amount of receivables after 90 days and the risk of fee recovery must be borne by the local government! As a matter of course a central reserve must be established for unrecoverable receivables. The state cannot avoid the responsibility of guaranteeing - a compulsory local governmental task - the continuous operation of the compulsory waste management utility service Selective waste collection by residents While the advance in selective waste collection in the residential areas is quite significant, the loss of the public utility sector from this area should also be analyzed. Specific details such as the system and logistics of selective waste collection need to be further evaluated and studied. The current co-coordinating organizational system needs to be examined and the fair sharing of costs should be introduced both in theory and practice. The question arises: was it a good decision to introduce an integrated system? Or is it now becoming outdated? The real question, however, is how the

14

Biohulladék

Éven túli (eFt)

Behajthatatlan követelések (eFt)

2007

2008

6/30/2009

2007

2008

6/30/2009

17 551 52 307 91 779 35 584 38 303 6 967 170 149 55 009

19 199 47 977 107 686 42 102 35 074 3 166 162 458 67 499

1 892 6 056 951 7 387 4 269 70 51 611 2 337

11 494 4 940 2 260 3 748 4 548 30 62 793 7 594

724 2 372 1 289 4 385 1 657 19 090 4 504

64 582 532 231

92 787 577 948

18 257 81 316 122 406 66 170 36 832 285 169 735 126 004 39 266 108 024 768 295

2 162 76 735

5 386 102 793

7 384 41 405

531 738

576 788

765 796

76 735

102 793

zik, amely a szolgáltatás két-hároméves mûködtetése után eléri a felsô harmadot. A díjak jelenlegi felsô harmadot elérô mértékét követôen – változatlan hulladékgazdálkodási rendszert feltételezve - már nagy valószínûséggel az infláció lesz a legmeghatározóbb díjképzô elem. A díjfizetési hajlandóság Az egyik legneuralgikusabb pont az alacsony díjfizetési hajlandóság, a díjbehajtás rendezetlensége. Jóllehet a behajtással kapcsolatos jogalkotói szándék helyes volt, az a gyakorlatban nem mûködik. A közszolgáltatás jellegébôl adódó folyamatos rendelkezésre állás, és teljesítési kényszer az ország jól jellemezhetô régióiban lassan ellehetetleníti a korszerû hulladékgazdálkodási rendszerek mûködtetését. Feltétlenül újra kell elemezni az ide vezetô okokat, amely egyaránt érinti a szabályozási-, az önkormányzati,- és szolgáltatói mechanizmusokat. Meg kell szüntetni az egyoldalú közszolgáltatói teherviselés jelenlegi gyakorlatát, biztosítani kell az elvégzett szolgáltatásért járó ellenérték rendelkezésre állását. A kintlévôségek kezelése A kintlévôség behajtásának jelenlegi jogi szabályozása és annak gyakorlati végrehajtása tarthatatlan. Az eredeti jogalkotói szándék semmilyen téren nem érvényesül. Sorra születnek az egymásnak ellentmondó bírósági határozatok, minisztériumi állásfoglalások (bírói út kizárásá-

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

41 405

Ellátott lakosszám

298 590 416 234 525 216 311 278 208 472 124 621 2 237 954 335 722 402 943 296 368 5 157 398

Behajthatatlan követelés (Ft/fô)

90 napon túli (Ft/fô)

Éven túli (Ft/fô)

103,05 329,48 313,28 255,81 302,07 76,96 68,16 628,71 276,08 610,83

61,14 195,36 233,06 212,57 176,68 2,29 75,84 375,32 97,45 364,49

24,92

221,14

148,97

27,23

342,44

231,05

27,23

6,71 9,88 9,40 14,09 7,95 87,10 13,42

3 314

Á lta l á n o s

nak kimondása, bírósági jogerôs végzés a kintlévôség megítélésére, a felszólítás 30 napos határidejének jogvesztô mivolta, a díjbehajtás jegyzôi kezelése, az adósok személyes adatainak szolgáltatótól való követelése, stb.). Az önkormányzat, mint a közszolgáltatás megszervezéséért, fenntartásáért felelôs szervezet legyen köteles a 90 napon túli kintlévôség ellenértékének átutalására, a behajtás eredményessége csakis az ô kockázata lehet! Ehhez persze újra biztosítani kell a behajthatatlan kintlévôségek központi költségvetési fedezetét. Az állam nem vonulhat ki a hulladékkezelési kötelezô közszolgáltatás – mint kötelezô önkormányzati feladat – folyamatosságának garantálásából. A lakossági szelektív hulladékgyûjtés Rendkívül szembeötlô a lakossági szelektív hulladékgyûjtés elôretörése, de ugyanakkor elgondolkodtató a közszolgáltatói oldal e területen viselt vesztesége. Értékelni és elemezni szükséges a szelektív hulladékbegyûjtés egyes elemeit, rendszerét, logisztikáját. Át kell értékelni a jelenlegi koordináló szervezeti rendszert, s meg kell találni az igazságos költségviselés elvét, és gyakorlatát. Alapvetôen merül fel a kérdés: jó döntés volt az integrált rendszer bevezetése? Vagy elszállt felette az idô? A valós kérdés azonban az: hogyan lehetséges az, hogy a máig is jónak és zártnak mondható jogi szabályozás végrehajtása, és/ vagy annak kikényszerítése ilyen alacsony szintre süllyedt?

El kell dönteni, hogy a megváltozott feltételeket a termékdíjas rendszer, vagy az öko-adó elégíti-e ki a leghatékonyabban? Ha a termékdíjas rendszer, akkor: – Az azonos anyagáramok koordináló szervezetei között ki kell kényszeríteni a jogszabályok szabta korrekt együttmûködést. – A koncentráltan keletkezô begyûjtés (kereskedelmi, termelési, ipari hul­ ladé­kok) esetében meg kell szüntetni a finanszírozást. – A nem koncentrált lakossági szelektív gyûjtés teljes többletköltségét fedezni kell. – El kell érni a hatóságok, az önkormányzatok, a szolgáltatók, a hasznosítók, és a koordináló szervezetek partneri viszonyát, közös álláspontjának elfogadását és következetes alkalmazását. Ha az öko-adó rendszer akkor: – Meg kell vizsgálni, hogy milyen garanciákkal teljesíthetô a jogszabályban vállalt visszagyûjtési és hasznosítási arány. – Végig kell gondolni, hogy az eddig kiépült, s a most futó, vagy elbírálás elôtt álló EU-s pályázatokból kiépített, az integrált gyûjtésen alapuló szelektív gyûjtés hogyan mûködtethetô ebben a rendszerben, nem merül-e fel valós veszélyként az indikátorok teljesítésének elmaradásából következô visszafizetési kötelezettség. Ha a fentieket nem rendezzük, a hos�-

General

execution and enforcement of a legal regulation once considered good and effective could have become so poor. A decision has to be made: under these modified circumstances which is the better system, a product fee or an eco-tax? If the system is based on a product fee: – Fair co-operation based on legal regulations must be the norm for organizations co-coordinating the same material flows. – Financing for concentrated waste collection (e.g. commercial, production or industrial wastes) must be terminated – The total surplus costs of non-concentrated residential selective collection must be covered. – Authorities, local governments, service providers, utilizers and coordinating bodies must be good partners; their common viewpoints must be accepted and applied consistently. If the system is based on an eco-tax, – It must be examined how the re-collection and utilization requirements specified in legal regulations can be fulfilled. – It needs to be considered how selective collection based on integrated collection in already established systems and in systems under construction at the moment from funding through EU tenders or just before acceptance can be operated in this system. Additionally, if repayment of funding due to failed indicators is a real risk should be appraised. If these problems are not tackled the residential selective waste collection systems, only created with a lot of effort, will break down and formerly agreed-upon monies will not be collected - which will be more than a local governmental and/or public utility provider problem. Establishment of a recultivation fund The regulation of the establishment of a recultivation fund has been said to be insufficient and contradictory. This issue must also be examined in the future as it is possible that the funds should be

>

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

15

Á lta l á n o s

>

General

managed separately – even centrally. The governmental decree regulating the recultivation fund drawn up based on the relevant environmental law has certain mistakes. The cost elements of the waste management public utility service fee can be easily misinterpreted, just as can corporate law regulating this area. These issues must be addressed and settled and regulations must be unified. Local governmental decree Local regulations for waste management are quite diverse - even though higher level decrees are more unified. This situation goes back to the insufficient monitoring efficiency of the authorities, the unnecessarily high levels of liberalism as far as local regulations are concerned or/and special interpretation of legal regulations. We recently compared 34 local governmental decrees and our study showed that in 12 cases economic organizations are legally obliged to use public utility services, while in 22 cases they are not. The obligation of economic organizations to use the service became law at the same time as the waste management plan came into force. A large number of court decisions as well as our survey show that the current regulations - considered too liberal by some - must be re-examined since this practice may lead to the creation of illegal landfill sites. It must also be re-examined if the notary office should be responsible for penalties, as this system uniformly lacks efficiency. The professional work of authorities Recently it has become clearer that the professional and official work done by the environmental authorities is far less than acceptable. What is acceptable in one place is prohibited at another. It has happened, for example, that a landfill previously built with money won through tendering was closed because the cover was not as thick as regulated; at other places, however, landfill sites

szú idô alatt kiépített lakossági szelektív hulladékgyûjtési rendszerek összeomlanak, a vállalt begyûjtési mennyiségek nem teljesülnek, ami nem egyszerûen önkormányzati és/vagy közszolgáltatói probléma. Rekultivációs alap képzése Többen felvetették, hogy a rekultivációs alap képzésének szabályozása hiányos, ellentmondásos. A jövôben ezt a területet is alaposan át kell gondolni, s lehetséges, hogy az alapokat – akár központilag – elkülönítetten kellene kezelni. Itt mulasztás lelhetô fel a környezetvédelmi törvény felhatalmazása alapján készítendô, a rekultivációs tartalékot szabályozó kormányrendelet kiadásában, félreérthetô a hulladékkezelési közszolgáltatási díj költségelemeit taglaló ide vonatkozó megfogalmazás, és a társasági adó ez irányú szabályozása. Ezeket mindenképpen rendezni, egységesíteni kell. Önkormányzati rendeletek A hulladékkezelés helyi szabályozása az egységes, magasabb szintû rendeletek ellenére rendkívül változatos képet mutat. Ezt egyrészrôl a felügyeletet gyakorló közigazgatási hivatalok elégtelen ellenôrzési hatékonysága, másrészrôl a helyi szabályozás túlzott liberalizmusa, vagy a jogszabályok - sajátos - egyedi értelmezése adja. A közlemúltban 34 önkormányzati rendeletet hasonlítottunk össze, melybôl kiderül, hogy 12 esetben a gazdálkodó szervezetek alanyi jogon kötelezettek a közszolgáltatás igénybevételére, 22 esetben nem. A gazdálkodó szervezetek igénybevételi kötelezettsége körüli vita egyidôs a Hgt. hatálybalépésével. Számtalan bírósági ítélet és az általunk végzett felmérés is indokolja, hogy felül kell vizsgálni a jelenlegi, egyesek által túlzottan liberális szabályozást, ami nagymértékben hozzájárulhat az illegális hulladéklerakás kialakulásához. Át kell gondolni a szabálysértésekre vonatkozó jegyzôi hatáskör megalapozottságát, mivel gyakorlatilag sehol sem mûködik. A hatóságok szakmai munkája Az elmúlt idôszakban egyre világosabbá vált, hogy az egyes környezetvédelmi felügyelôségek közötti szakmai,- hatósági munka a megengedhetô tûréshatárnál

16

Biohulladék

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Az eddigi tapasztalatok azt mutatják, hogy sok helyen túlzott kapacitások épültek ki, amelyek önfenntartó üzemeltetése lehetetlen. Szigorú ellenôrzési, szankcionálási feltételek kidolgozásával, és érvényre juttatásával el kell érni a hulladékgazdálkodási információs rendszer kizárólagos szakmai elfogadottságát.

Á lta l á n o s

jóval nagyobb eltérést mutat. Ami az egyik helyen még elfogadható, az a másik területen tiltott. A lerakók bezárásánál volt olyan eset, amikor a megadott értéket el nem érô fóliavastagság miatt korábbi pályázati pénzekbôl megvalósult lerakót bezárattunk, máshol a szigetelô fólia hiánya sem volt akadály a továbbmûködéshez. Más esetben elôfordult, hogy a jogszabályok félreértelmezése miatt hatalmas bírságok kerültek kiszabásra az engedélyben rögzített adott hulladékfajták mennyiségi túllépéséért, megint más esetben az engedély nélkül mûködô „lerakók” zavartalanul mûködhettek. Az egyre gyakoribb ombudsmani jelentések a lakosság védelmének érdekében megalapozatlan, jogilag erôsen kifogásolható következtetései hatalmas károkat okozhatnak a közszolgáltatás területén. (Lásd Állampolgári jogok országgyûlés biztosa 2010. február 18-i jelentése.) A jövôre nézve hatalmas az igény az egységes jogalkalmazás, a szakszerûség, a pontosság és az egyenlô elbírálás megvalósulása iránt. A hulladékkezelés adatbázisa A tanulmány készítése kapcsán élesen kirajzolódott – a korábbiakban már ismert probléma – a hulladékkezeléssel kapcsolatos egységes, megbízható adatbázis hiánya. Ahány forrás, annyiféle adat, amelyek néha nagyságrendi eltérést is mutatnak. Hatalmas hibának tartjuk, az ilyen bizonytalan környezetre támaszkodóan megtervezett és megvalósult beruházásokat. Az eddigi tapasztalatok

azt mutatják, hogy sok helyen túlzott kapacitások épültek ki, amelyek önfenntartó üzemeltetése lehetetlen. Szigorú ellenôrzési, szankcionálási feltételek kidolgozásával, és érvényre juttatásával el kell érni a hulladékgazdálkodási információs rendszer kizárólagos szakmai elfogadottságát. Ehhez az adatbázisok, adatforrások teljes körû felülvizsgálatára, kiegészítésére, összehangolására is szükség lenne. A tanulmány összegzéseként megállapítható, hogy szükségszerû az elmúlt idôszak mélyreható elemzése, a gyakorlat értékelése, s a tapasztalatok széles körû megismertetése, megvitatása. Ezen ismeretek birtokában végre kell hajtani a szükséges, szabályozást érintô módosításokat, el kell érni azok egységes értelmezését, gyakorlati végrehajtását, és szigorú ellenôrzését, szankcio­nálását. ■

General

continued operations even though the insulation was completely missing. In other cases legal regulations were misinterpreted and huge penalties had to be paid because the quantitative limits for certain waste types were exceeded. At other places ‘landfills’ without permits operate without any problems. The increasingly frequent ombudsman reports intended to protect residents - are unjustified and their incorrect conclusions create considerable damage to the public utility sector (see February 18th Report of the Parliamentary Commissioner for Civil Rights). There is considerable demand for the unified application of law in terms of practicality, accuracy and fair and equal judgment. Waste management database The study clearly proved what was known before; that is, there is no unified, reliable database available. Different sources provide completely different data. We believe that planning and carrying out investments in such an uncertain environment is a huge mistake. Experience has shown that at a number of places the existing capacities are unnecessarily high and cannot be maintained without financial support. Strict monitoring and sanctions should be created and applied to make sure the waste management information system is exclusively accepted as the only professional one. To achieve this, databases and sources must be examined, updated and harmonized. To sum up, a detailed analysis of the recent past is absolutely essential. It is also necessary to evaluate current practices and to share and discuss experiences. Based on all this knowledge the necessary modifications of regulation must be carried out and interpretation of law must be harmonized. Such regulations must be well executed, strictly monitored and properly sanctioned.

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

17

M BH

M BT

> N  ag y S á nd or, tansz é ki m é r nök Miskol c i E g y etem , Ny e r san yage l ô k é s zí tési és Környezeti El j á rá stec hnikai I nté z et Fe renc z K á roly, v e z é r iga z gat ó Ve r tiká l z r t.

Tüzelôanyag elôállítása a polgárdi pelletáló üzemben 1. BEVEZETÉS A fosszilis energiahordozó-készletek csökkenése, a légkörszennyezés okozta károk enyhítése szükségessé teszik a megújuló energiaforrások minél nagyobb mértékû bevonását az energiatermelésbe. Alternatív energiaforrások keresése Magyarország számára azért is kiemelten fontos, mert hazánk köztudottan szegény ásványi eredetû energiahordozókban. A Vertikál Zrt. fô tevékenysége a hulladékgazdálkodás, foglalkozik kommunális hulladékok gyûjtésével, szállításával és kezelésével. A cég 2010-ben komplett pelletáló üzemet épített a polgárdi telephelyén, amelyben a tevékenysége során hozzá jutó hulladékokból – elsô lépésben – saját részére tüzelôanyagot kíván elôállítani. 2. PELLETÁLÁS A pelletálás elônyei Az energetikai hasznosítás legegyszerûbb és energiahatékonyság szempontjából legkedvezôbb változata az eredeti, vagy ahhoz közeli formában lévô energetikai hasznosítás. Az agglomerálás fô célja a sûrûség növelése, amit a nyersanyag kis sûrûsége, valamint a tüzelôberendezések kialakítása indokol. Az agglomerátum forma (bála, pellet, brikett, stb.) által nyújtott elônyös tulajdonságok [1, 4, 5]: • t árolási helyigény csökken, 18

Biohulladék

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

• nincs szétosztályozódás (pl. szemcseméret ill. alkotó szerint), • rakodás feltételei javulnak (pl.: átáramlási ellenállás, kiporzás és veszteség csökken), • tûztérbe jutás és az égés feltételeit elônyösen befolyásolja, • fajlagos energiasûrûséget növeli (GJ/m3), • nedvességtartalomra kedvezô hatással bír. Elméleti háttér Az agglomerálás során megfelelô szemcseméret-eloszlással rendelkezô alapanyagból kell kiindulni, amit az esetek nagy részében aprítással kell biztosítani. Alapvetô fontosságú a biomassza nedvességtartalma, melynek optimális értéke a berendezés típusától is függ. Mind a szakirodalmi adatok [1, 3, 6, 8], mind pedig a saját vizsgálatok szerint [9] a kívánatos nedvességtartalom általában 10…15%, a szemcsefinomság xmax<10 mm. A biomassza, papír és mûanyag hulladékok brikettálását legtöbbször kötôanyag hozzáadása nélkül végzik. A présgépekben – megfelelô hatásidôn keresztül – rendszerint 800..1600 bar nyomás lép fel, az alapanyag meghatározott alakú agglomerátummá alakul. Az agglomerátum sûrûsége jellemzôen 800…1400 kg/m3.

M BH

Pelletáló berendezés A pelletgyártás eljárástechnikai ér­te­ lemben nyomással történô agglo­me­ rálás, brikettálás. Eredetileg takar­má­ nyok készítésére használták az eljá­rást (pl.: nyúltáp), manapság már a bio­ pelletgyártás is igen elterjedt, de (szilárd települési hulladékokból származó) másodtüzelôanyagok elôállítására, filterporok, víztelenített iszapok, papír agglomerálására is használják. Kü­lön­ bözô szabványok 10 ill. 25 mm-ben maximálják a pelletek átmérôjét. Nagy elônye, hogy automatikusan adagolha-

kis zsákokban kiszerelve. A VERTIKÁL Zrt. Polgárdiban telepített síkmatricás brikettáló gépének fôbb jellemzôit az 1. táblázat tartalmazza. 1. táblázat: A Vertikál Zrt síkmatricás pelletáló berendezésének fôbb jellemzôi

Megnevezés: Járókerekek száma: Matrica átmérô: Matrica vastagság Matrica lyukbôség: Hajtómotor teljesítménye

Síkmatricás pelletáló 3 db kb: 600 mm 60 mm kb. 14 mm 55 kW

1 . á b ra : a ) Sík mat r ic á s pelletáló elvi felépítése [ 3] , b) A VERTIKÁL Z rt. pol g á r d i t e l e p he ly én lév ô p e lle táló / A) Basic structure of the f l at d ie pel l etizin g e q u i p me n t b) Pe lle t iz ing equipment at the site of Vertiká l I n c . in P ol g á r d i

tó (csigás vagy cellás adagoló) kis hôteljesítményû berendezésekbe is ked­vezô mérete miatt, és jó hatásfokkal ég el. Alapvetôen két berendezés kialakítás létezik, a síkmatricás (1. ábra) és a hengermatricás. A sík matrica vízszintesen helyezkedik el, a henger vagy csonka kúp alakú görgôk a matrica felületén haladnak körbe, esetleg a matrica végez forgó mozgást a görgôk alatt. A mûködés során az alapanyagot a matricára juttatják megfelelô rétegvastagságban. A rétegen áthaladó görgô (járókerék) az anyagot kis mértékben aprítja és matrica furatain átpréseli (nyomással történô agglomerálás). A furaton távozó folytonos pellethengert a szükséges távolságban forgókések vágják el. A darabosítást alapvetôen befolyásolják az anyagi tulajdonságok és a berendezésben kialakuló nyomás kapcsolata, a matrica lyukainak súrlódási karakterisztikája, lyukhossz és lyukátmérô, a nyersanyagágy vastagsága a matricán, a préselés frekvenciája ill. a görgôk kerületi sebessége, és a berendezés anyagának tulajdonságai [3]. A késztermék forgalmazható ömlesztve, big-bagben, vagy

M BT

Sándor Nagy, research engineer University of Miskolc, Institute of Raw Material Preparation and Environmental Processing Károly Ferencz, general manager Vertikál Zrt.

Fuel production in the pellet plant located in Polgárdi 1. INTRODUCTION The diminution of fossil energy resource inventories and the mitigation of damages caused by atmospheric pollution require that renewable energy resources are involved in energy generation as much as possible. The search for alternative energy resources is of vital importance for Hungary, also because – as it is generally known – our country is poor in energy resources of mineral origin. The main field of Vertikál Zrt. is waste management, the company deals with collecting, transporting and treatment of municipal wastes. The firm built a complete pellet plant on its park in Polgárdi, and would like to produce fuel from wastes treated by the company (at first for own use). 2 PELLETISING Advantages of pelletizing The simplest, and from the point of energy efficiency most favourable alternative for power generation is its utilisation in the original, or close to original form. The main purpose of agglomeration is to increase density which is justified by the small density of the raw material and the design of fuelling equipment. Advantageous properties provided by the shape of the agglomerate (bale, pellet, briquette, etc.) [1, 4, 5]: • reduced space requirement for storage, • no self-separation (e.g. by grain size), • loading conditions improve (e.g. through flow resistance, dusting out and loss decreases), • positively influences the conditions of getting into the combustion chamber and combustion itself, • increases specific energy density (GJ/m3), • has a favourable effect on moisture content. Theoretical background For agglomeration the raw material should have an appropriate grain size distribution which in most cases requires crushing. The moisture content of biomass is crucial; its optimal value depends – among others – also on the type of the equipment. Based both on data of the technical literature [1, 3, 6, 8] and on our own investigations [9] the desired moisture content is generally 10…15%, and grain size xmax<10 mm. Biomass briquetting is mostly done without adding binding material. Normally there is a pressure of 800…1600 bar in

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

19

>

M BH

>

M BT

the presses (for an adequate impact period) and the base material is turned into an agglomerate of specified shape. The density of the agglomerate is typically 800…1400 kg/m3. Pelletizing equipments From a process point biopellet producing is agglomeration and briquetting under pressure. Originally the process was used to produce fodder/ nutriment (e.g. for rabbits). However, producing biopellet is very widespread these days and the process is also used to produce secondary fuels (from municipal solid waste) and to agglomerate filter powders, dehydrated sludge and paper. Pellet diameter is maximised by different standards in 10 or 25 mm. Its big advantage is that – due to its favourable dimensions – it can automatically be fed (screw-type or cell feeder) into equipment with low heat performance and its combustion is highly efficient. Basically there are two equipment designs: flat die (Figure 1.) and cylindrical die. The flat die is horizontal and the cylindrical or cone-frustum type rollers move around the surface of the die, or incidentally the die performs a rotary movement underneath the rollers. During operation the base material is put on the die in an appropriate layer thickness. The roller (impeller) moving through the layer crushes the material to some extent, and presses through the bores of the die (agglomeration by pressing). Rotary blades cut the continuous pellet cylinder discharged through the bore in the required distance. The relation between material properties and the pressure generated in the equipment, friction characteristics, bore length and diameter, thickness of the raw material bed on the die, the frequency of pressing, peripheral speed and the properties of the material the equipment is made of fundamentally influence crushing [3]. The finished product can be distributed in bulk, in big-bags or in small bags. The main properties of the Vertikál Zrt’s pelletizer in Polgárdi are shown in table 1.

Alapanyagok A Zrt. gazdálkodása során nagy mennyiségben gyûjt papírt ill. kartont, melyeket bálázott formában értékesít. Használt raklap kezelésével is foglalkozik a cég, továbbá mezôgazdasági eredetû hulladékokhoz is hozzáfér, úgy mint szalma, korpa, napraforgó héj. A cég egyik fô profilja a szilárd települési hul­ladé­ kok kezelése, így az abban rejlô nagy fûtôértékû frakciók pelletálása is szóba jöhet megfelelô elôkészítés után. 3. PELLETÁLÓ ÜZEM A polgárdi telephelyen létesült üzem a 2-4. ábrákon látható, a technológia folyamatábráját a 6. ábra mutatja. Az alapanyagot felhordószalagra (2. ábra) adják. Amennyiben keverékkel dolgozik az üzem, a szalagra az elôre bekevert anyagot adják fel.

3. ábra: Ciklon, tartály és csigás keverô / Cyclone, hopper and the screw mixer

2. ábra: Felhor d ós za l a g és ka l a pá c s os shredder / Feed b elt a n d th e h a mm er shredder

4. á b r a : P el l etá l ó és pel l et elvezetô s za l a g / P el l etizer a n d th e pel l et c on veyor b elt

5. ábra: a) Ka l a pá c s os s h r ed d er / Hamm er shre d d er

b) S h r ed d er ten g elye A xis of th e sh r ed d er

Table 1: Main properties of the pelletizer in Polgárdi

Number of roller: Diameter of die: Thickness of die Diam. of holes: Power of motor:

Flat die pelletizer 3 ca. 600 mm 60 mm ca. 14 mm 55 kW

Raw materials The company collects big amount of paper and paperboard, and bales it for selling. It deals also with used pallets, and can procure different agricultural wastes (e.g.: straw, bran, sunflower shell). One of the main activities of the company is treatment of municipal solid wastes, so the high heating value fractions in the waste could be also used as pellet raw material after proper preparation.

20

Biohulladék

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

M BH

M BT

6 . á b ra : Pe lle t á ló ü z e m technológiai törzsfája / Techlo l og y s c em e of th e pel l etiZ in g pl a n t

A kiindulási anyagot a feladószalag a kalapácsos shredderre (5. ábra) hordja, ami az anyag meghatározott szemcseméretre történô aprítását végzi. A shredder rotorának átmérôje és hossza egyaránt 600 mm, kerületi sebessége 52 m/s. A meghajtásáról 30 kW-os motor gondoskodik. A rotoron két féle kalapács található, az egyik fajta vékony, egymástól független, a másik vastag, párosával összekapcsolt. Az apríték elszívása ventillátorral történik, amely ciklonra vezeti az aprított anyagot. A  ciklon durvaterméke a csigás keverôbe (3. ábra) kerül, ahonnan az anyag a pelletálóra kerül. A  pelletálás optimális nedvességtartalmát a pelletáló elôtt bevezetett gôz biztosítja. A kész pelletet osztályozó vibrátorra vezetik [10], a durva terméket (végtermék) hûtôszalagra

vezetik, majd tárolják. A finom termék (hibás pellet) a keverôbe kerül vissza. A ciklonpor finom terméke is a keverôbe jut. Az üzem kapacitása a feladástól függôen 600…1000  kg/h. Az üzem vezérlése teljesen automatizált. A kalapácsos shreddert a Terra-Center Kft, az üzem többi részét és az automatizálást a Classic Mechanic Kft készítette. 4. PELLETEK MINÔSÍTÉSE A beüzemelést követôen a Zrt. kü­lön­ bö­zô alapanyag keverékekbôl 14 mm átmérôjû pelleteket állított elô. A Miskolci Egyetem vizsgálta a különbözô pelletek sûrûségét, és a laza sûrûségeket. Az eredmények a 2. táblázatban láthatók. Megállapítható, hogy a különbözô pelletek sûrûségei 1040…1180 kg/dm3 között adódtak. A laza sûrûségek össze­

3. PELLETIZING PLANT The Figures 2-4. show the plant built in Polgárdi, the flow sheet is shown on Figure 6. The raw material, or in given cases the mixed raw materials are fed on the feed belt. The raw material is transported by the feed belt to the hammer shredder (Figure 5.), here is the material to given particle size grinded. The diameter and length of the rotor is 600 mm, the circumferential speed is 52 m/s. The power of the motor is 30 kW. The rotor has two different hammer lines, one of them is thinner, the other wider and two of them are joined together. The grinded material is evacuated by ventilator, and transported to a cyclone. The coarse product of the cyclone is transported into a screw mixer (Figure 3.), in the next step it is transported to the pelletizer. The steam input sets the optimal moisture content of the pelletizing. The product is led to a screen. Its coarse product is led to a cooling belt, and stored. The fine (false product) is carried to the mixer. The fine of the

100% szalma 0°% korpa 0% napraforgó 0% fa 0% papír

20% szalma 30°% korpa 20% napraforgó 30% fa 0% papír

0% szalma 80°% korpa 0% napraforgó 0% fa 20% papír

0% szalma 30°% korpa 20% napraforgó 50% fa 0% papír

Pelletsûrûség [kg/dm3]

Fénykép

Összetétel

2 . t á b lá zat: Néh á n y k ís érleti pellet összetétele, sûrûsége / Ta b l e 2: C om pos ition a n d d en s ity of s om e exper im en ta l pel l ets

1180

1050

1060

1160

>

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

21

M BH

>

M BT

cyclone is also transported to the mixer. The capacity of the plant is -depending on the feed material- 600…1000 kg/h. The control of the plant is fully automatic. The hammer shredder was produced by Terra-Center Kft, the other part of the plant, and the control unit by Classic Mechanic Kft. 4. QUALITY OF PELLETS After starting, the company produced pellets with 14 mm diameter from different raw material mixtures. The University of Miskolc determined the densities and bulk densities of the different pellets. The results are shown in table 2. It can be established that the pellet densities are 1040…1180 kg/dm3. The bulk densities depending on the composition of the raw materials are in the range of 450…550 kg/dm3. REFERENCES [1] Dr. Bai, Attila: Use of biomass; Szaktudás Kiadó Ház, 2002 [2] Kacz, K.-Neményi, M.: Renewable energy resources; Mezôgazdasági Szaktudás Kiadó, 1998 [3] Technical Research Centre of Finland: Wood pellets in Finland – Technology, economy and market; OPET Report 5, 2002 [4] Stiess: Mechanische Verfahrenstechnik 2.; Springer Lehrbuch, 1993 [5] Dr. Csôke, Barnabás: Preparation technology, university lecture note, ME-NYKE [6] Dr. Barótfi, István: Power management manual 9.; Energia Központ Kht. and Ministry of Economy (1998) [7] Webpage of Therm-s Combustion Technology Ltd.: www.therm-s.hu [8] M. Temmerman et. all.: Comparative study of durability test methods for pellets and briquettes, Biomass and Bioenergy 30 (2006) p.: 964–972 [9] University of Miskolc, Institute of Raw Material Preparation and Environmental Procedures Technologies: Briquetting experiments, Final report, 2008 [10] Gombkötô Imre: Szétválasztási technológiák a biomassza feldolgozásban: Osztályozás; Biohulladék, 2009, 4. évfolyam 3. szám p 25-31

22

Biohulladék

tételtôl függôen 450…550 kg/dm3 között változtak. Jelen publikáció „A Miskolci Egyetem Technológia- és Tudástranszfer Centrumának kialakítása és mûködtetése” címû, TÁMOP-4.2.1-08/1-2008-0006 számú projekt keretében készült, az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. FELHASZNÁLT IRODALOM [1] Dr. Bai Attila: A biomassza felhasználása; Szaktudás Kiadó Ház, 2002 [2] Kacz K.-Neményi M.: Megújuló energiaforrások; Mezôgazdasági Szaktudás Kiadó, 1998 [3] Technical Research Centre of Finland: Wood pellets in Finland – Technology, economy and market; OPET Report 5, 2002

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

[4] Stiess: Mechanische Verfahrens­ technik 2.; Springer Lehrbuch, 1993 [5] Dr. Csôke Barnabás: Elô­ké­szí­tés­ technika, Egyetemi jegyzet, ME-NYKE [6] Dr. Barótfi István: Energiagazdálkodási kézikönyv 9.; Energia Központ Kht. és a Gazdasági Minisztérium (1998) [7] Therm-s Tüzeléstechnikai Kft honlapja: www.therm-s.hu [8] M. Temmerman et. all.: Comparative study of durability test methods for pellets and briquettes, Biomass and Bioenergy 30 (2006) p.: 964–972 [9] Miskolci Egyetem – Nyers­anyag­elô­ ké­szítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet: Brikettálási Kísérletek, Zárójelentés, 2008 [10] Gombkötô Imre: Szétválasztási technológiák a biomassza feldolgozásban: Osztályozás; Biohulladék, 2009, 4. évfolyam 3. szám p 25-31 ■

tudományos melléklet

Komposzttrágyázás hatása a talaj tápelem-szolgáltató képességére Elfoughi Alaeddin, Benedek Szilveszter, Abousriwile Layla M., Bayoumi Hamuda H.E.A.F. és Füleky György Talajtani és Agrokémiai Tanszék, Környezettudományi Intézet, Szent István Egyetem, Gödöllô Bevezetés Számos hazai és nemzetközi szakirodalmi forrás számol be a komposzttrágyázásnak a talaj tápelem-szolgáltató képességére gyakorolt pozitív hatásáról. Míg Alexa és munkatársai (2004) a talaj nitrogén-, foszfor- és káliumtartalmának növekedését állapították meg komposzt felhasználás hatására, addig Yavari és munkatársai (2009) szerint csak a nitrogén- és káliumtartalom növekedett, a foszfortartalom pedig nem változott. Egyértelmûen növelte viszont a komposzttrágyázás a termésmennyiséget az Erhart és munkatársai (2005) által közölt eredmények alapján. Továbbá a komposztok más szervestrágyákkal összehasonlítva is kiemelkedôen magas humuszreprodukciós képességgel rendelkeznek (Kehres, 2008) és több szerzô is megállapítja jelentôs tápelem mineralizálódási képességüket (Harrison, 1982a, b; Kadono et al., 2009; Ofosu-Anim és Leitch, 2009). Utóbbira vezethetô vissza a komposzttrágyázásnak a talaj tápelem-szolgáltató képességére gyakorolt hatása, hiszen a szerves kötésben lévô tápelemek a mineralizáció következtében kerülnek a növények számára felvehetô ásványi formába. Jelen dolgozatban bemutatott munkánk során a komposzt trágyázás a talaj tápelem-szolgáltató képességére gyakorolt hatását vizsgáltuk az alábbi célok tekintetében: 1. Hogyan növelte a komposzttrágyázás a talaj szervesanyag-, nitrogén-, foszforés káliumtartalmát, ill. mikrobiológiai aktivitását? 2. Hogyan változott ennek hatására a jelzônövény zöld és száraz tömege, ill. az általa felvett nitrogén, foszfor és kálium mennyisége? Anyag és módszer Tenyészedénykísérletet állítottunk be 1000 g talaj és komposzt keverékkel négy ismétlésben a következô kezelésekkel: 0% (kontroll), 2,5%, 5% és 10% komposzt, elôször közvetlenül a talaj és komposzt összekeverését követôen, majd 6 hónap inkubálás után. A komposzt növényi maradványokból készült, talajként pedig mezôgazdaságilag hasznosított tábla 0-20 cm-es rétegébôl vett gödöllôi barna erdôtalajt használtunk. Jelzônövényként angolperjét (Lolium perenne) vetettünk, kb. 2 g mennyiségben tenyészedényenként. A tenyészedényeket klímakamrában standard 20°C hômérsékleten helyeztük el és naponta öntöztük a szabadföldi vízkapacitás értékéig, majd 4, ill. 3 hét elteltével vágtuk le a jelzônövényt. A jelzônövény vetése elôtt az alábbi paraméterekre kiterjedô talajvizsgálatot végeztünk: pH, CaCO3-tartalom, Arany-féle kötöttség (KA), szerves anyag-, humusz-tartalom, Nmin tartalom és AL oldható P-, ill. K-tartalom (Buzás, 1988). A jelzônövény vágása után meghatározásra került annak zöld és száraz tömege, ill. növényvizsgálat útján a felvett NPK mennyisége (Sarkadi és Krámer, 1960), majd a talaj forróvíz-oldható (HWP) (Füleky és Czinkota, 1993) NPK tartalma. Végül elvégeztük a mikrobiológiai aktivitást kifejezô paraméterek meghatározását (Szegi, 1979). Az adatok kiértékeléséhez kéttényezôs varianciaanalízist használtunk. Eredmények és következtetések A talaj tulajdonságai

Scientific section

1. táblázat A különbözô kezelések és a felhasznált talaj, ill. komposzt kémiai tulajdonságai paraméter pH (H2O) CaCO3 % KA szerves anyag % humusz % Nmin % AL-P2O5 mg kg-1 AL-K2O mg kg-1

0% (talaj) 6,40 0 26 2,5 1,04 0,09 98,49 136,96

2,5% 6,33 0 22 3,00 1,42 0,10 117,06 237,56

5% 6,55 0 22 3,10 1,62 0,18 270,36 320,56

10% 6,55 0 22 4,30 1,98 1,10 297,72 416,17

komposzt 7,33 1,20 21,70 10,31 1,10 324,33 3350,72

A növények biomassza termelése és N-, P-, K-tartalma A tesztnövény angolperje biomassza termése mind a zöld, mind pedig a száraz tömeg tekintetében szignifikánsan nôtt az 5, ill. 10%-os kezelések esetében, a szignifikánsan legnagyobb pedig az inkubált 10%-os kezelés esetében volt (2/a, b táblázat). A növény által felvett nitrogén, foszfor és kálium mennyisége (2/c, d, e táblázat) szignifikánsan növekedett a 10%-os kezelések esetében, míg a nitrogén esetében az 5%-os, a foszfor esetében pedig már a 2,5%-os kezelés is szignifikánsan nagyobb tápelem-felvételt mutatott. A növényi tápelem-tartalom is az inkubált 10%-os kezelés esetében volt szignifikánsan a legnagyobb. Inkubált talaj-komposzt keverék használatakor minden esetben szignifikánsan nôtt a növények által felvett NPK mennyisége és a biomassza tömege a nem inkubált kezelésekhez képest. Mindez visszavezethetô a talaj megnövekedett szervesanyag- és tápelem­ tar­talmára, mint azt az elôzô táblázatban bemutattuk. Az inkubáció hatására pedig nagyobb mennyiségben vált a növény számára hozzáférhetôvé a talaj tápelemtartalma. 2. táblázat A tesztnövény angolperje zöld és száraz tömege, ill. NPK felvétele a különbözô kelezésekben a) kezelés nem inkubált inkubált x2 SzD (5%) SzD (5%) b) kezelés nem inkubált inkubált x2 SzD (5%) SzD (5%) c) kezelés nem inkubált inkubált x2 SzD (5%) SzD (5%) d) kezelés nem inkubált inkubált x2 SzD (5%) SzD (5%) e) kezelés nem inkubált inkubált x2 SzD (5%) SzD (5%)

zöld tömeg (g tenyészedény-1) 0% 2,5% 5% 0,83 1,62 1,89 1,8 3,07 3,82 1,33 2,35 2,86 1,28 1,80 száraz tömeg (g tenyészedény-1) 0% 2,5% 5% 0,073 0,14 0,17 0,22 0,27 0,43 0,15 0,20 0,30 0,073 0,10 felvett N (mg tenyészedény-1) 0% 2,5% 5% 2,90 5,20 5,95 7,00 12,01 21,80 4,95 8,60 13,88 5,64 7,98 felvett P (mg tenyészedény-1) 0% 2,5% 5% 0,026 0,038 0,052 0,57 5,80 1,825 0,30 2,92 0,94 1,71 2,41 felvett K (mg tenyészedény-1) 0% 2,5% 5% 0,69 2,20 3,65 2,20 5,20 6,80 1,45 3,70 5,23 5,45 7,71

10% 2,13 8,03 5,08

x1 1,61 4,19 2,90

SzD(5%)

10% 0,20 0,78 0,50

x1 0,15 0,42 0,28

SzD(5%)

10% 7,60 40,50 24,05

x1 5,41 20,33 12,87

SzD(5%)

0,90

0,052

3,99

10% 0,061 4,175 2,12

x1 0,044 3,09 1,57

SzD(5%)

10% 6,35 24,50 15,43

x1 3,22 9,68 6,45

SzD(5%)

1,21

3,85

Az 1. táblázat áttekintést nyújt a különbözô kezelések kémiai talajtulajdonságairól. Látható, hogy a nagyobb arányú komposztot tartalmazó kezelések esetében megnövekedett a talaj szerves anyag-, a humusz-, ásványi nitrogén-, ill. Al-oldható foszfor- és káliumtartalma.

5 . é v f o ly a m 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

23

tudományos melléklet

Scientific section

A talajok HWP oldható C-, N-, P- és K- tartalma A HWP forróvizes talajextrakció a talaj nagyon könnyen oldható, a növény számára pillanatnyilag felvehetô formában lévô tápelem-tartalmát határozza meg, ezért a tenyészedények tápelem-tartalmát a jelzônövény vágása után ezzel a módszerrel vizsgáltuk. A HWP oldható Nmin tartalom (3/a táblázat) szignifikánsan növekedett a nagyobb komposzttartalmú kezelések esetében, az inkubáció pedig további növekedést eredményezett a nem inkubált kezelésekhez képest. Hasonló adatokról számol be Huang és Chen (2009) is. Mind a HWP oldható P és K tartalom szignifikánsan növekedett nagyobb arányú komposzt hatására, így az 5, ill. 10%-os kezelések esetében, de az inkubáció csak a foszfortartalmat növelte a nem inkubált kezelésekhez képest. Ez azzal magyarázható, hogy míg a kálium szervetlen formában van jelen a komposztban, addig a foszfor szervesben és az inkubáció alatt ennek egy része mineralizáció által felvehetôvé vált. 3. táblázat A különbözô kezelések talajának HWP oldható NPK tartalma HWP-N (mg kg-1)

a) kezelés

0%

2,5%

5%

10%

x1

nem inkubált

3,83

5,75

6,25

12,75

7,14

inkubált

26,00

33,80

35,10

42,00

34,23

x2

14,91

19,78

20,68

27,38

20,68

SzD (5%) SzD (5%)

SzD(5%) 0,64

0,90 1,28 HWP-P (mg kg-1)

b) kezelés

0%

2,5%

5%

10%

x1

nem inkubált

0,46

0,54

1,06

1,01

0,77

SzD(5%)

A HWP oldható Nmin-tartalom változása az inkubáció alatt Pozitív korreláció áll fent a talajok AL és HWP módszerrel meghatározott N, P és K tartalma (kivéve az AL oldható foszfort) és a növények tápelem-tartalma, ill. biomassza termelése között (4. táblázat). A pozitív korreláció különösen a HWP oldható elemtartalmak esetében volt elvárt, hiszen mint Schachtschabel és Beyme (1980) is megállapítja, szoros összefüggés tapasztalható a talaj vízoldható tápelem-tartalma és a növényi növekedés között. 4. táblázat A talaj tápelemtartalma és a teszttnövény tápelemfelvétele és biomassza termelése közötti korreláció értékei. talaj

növény

R2

HWP-N

felvett N

0,9336

HWP-N

biomassza termelése

0,8604

inkubált

1,70

1,69

2,49

3,52

2,35

x2

1,08

1,12

1,77

2,27

1,56

SzD (5%)

0,24

Nmin

felvett N

0,7967

0,35

Nmin

biomassza termelése

0,6896

HWP-P

felvett P

0,6486

HWP-P

biomassza termelése

0,7497

AL-P

felvett P

0,1378

AL-P

biomassza termelése

0,2761

HWP-K

felvett K

0,9035

SzD (5%)

0,17

2. ábra A HWP oldható Nmin-tartalom változása az inkubáció alatt

HWP-K (mg kg-1)

c) kezelés

0%

2,5%

5%

10%

x1

nem inkubált

12,37

25,86

39,05

57,37

33,66

inkubált

12,50

26,50

41,50

57,50

34,50

x2

12,44

26,18

40,28

57,44

34,08

SzD(5%) 0,92

SzD (5%)

0,88

HWP-K

biomassza termelése

0,9237

SzD (5%)

1,24

AL-K

felvett K

0,8560

AL-K

biomassza termelése

0,9578

A HWP oldható szén értékének havi változását az inkubáció alatt az 1. ábra mutatja, melyen nyomon követhetô, hogy a kezdeti és a végsô szakaszban csökkenés tapasztalható, a növekedés pedig a középsô szakaszban következett be. A HWP oldható Nmin értékek (2. ábra) inkubáció alatti havi változása a Nendel et al. (2004) által leírtak szerint alakult, miszerint az inkubáció elején a késôbbiekhez képest gyorsabb az ásványi nitrogén akkumulációja. A szerves nitrogénformák mineralizációja tehát nagyobb részben már az inkubáció elején lezajlik. Mindkét esetben látható továbbá, hogy az inkubáció teljes ideje alatt annál nagyobb a szén-, ill. nitrogéntartalom értéke az adott idôpontban, minél nagyobb mennyiségû komposztot tartalmaz az adott kezelés.

1. ábra A HWP oldható C-tartalom változása az inkubáció alatt

24

Biohulladék

5 . é v f o ly a m 2 – 3 . s z á m

Mikrobiológiai aktivitás Az 5. táblázatban szemléltetett eredmények alapján látható, hogy a nagyobb komposzt tartalmú kezelések esetében szignikánsan nôtt a mikróbaszám, továbbá a mikrobiális széntartalmat, ill. enzimaktivitást kifejezô paraméterek értéke. Pascual és munkatársai (2008) és sok más szerzô is közöl arra vonatkozó adatokat, hogy a talaj mikrobiális aktivitása szervesanyag hozzáadás esetén megnövekedett. A respirációs értékek magasabbak, mint amikról Kaiser és munkatársai (1992) számolnak be mezôgazdaságilag mûvelt talajok esetében és pozitív korrelációban áll a HWP oldható szén- (R2=0,9924) és nitrogéntartalommal (R2=0,9983). Különösen jelentôs a széntartalom (TOC, WSC, HWSC) növekedése, mely a nagyobb komposztadagok hatására megnövekedett szerves anyag tartalomból következik. A mikroorganizmusok számára ezek biztosítják a szerves formában lévô növényi tápelemek mineralizációjához szükséges energiát.

tudományos melléklet

5. táblázat A mikrobiológiai aktivitást kifejezô paraméterek az eltérô kezelésekben paraméter

kezelés 0%

respiráció 1,55 CO2-C µg g-1 TOC % 0,67 WSC µg g-1 101,00 108,25 HWSC µg g-1 252,00 MBC µg g-1 35,25 FDAH µg g-1 aryl-szulfatáz 30,85 µg g-1h-1 foszfatáz µg g-1h-1 55,80 1,10 ureáz µg g-1h-1 dehidrogenáz 55,28 µg g-1h-1 ß-glükozidáz 39,95 µg g-1h-1 baktériumok és gombák összes heterofil baktérium száma 0,67 105 összes gomba száma 1,59 104 cellulóz bontó szervezetek száma 3,50 103 foszfát oldó 1,73 szervezetek száma 102

10%

SzD(5%)

2,5%

5%

3,12

4,43

5,99

0,28

1,11 228,25 196,75 291,13 55,75

2,04 340,75 299,25 312,88 74,25

3,51 456,50 409,75 358,10 98,00

1,16 6,60 7,64 6,50 5,00

55,40

77,58

100,75

1,77

74,60 1,60

96,25 2,05

132,45 2,86

3,66 0,13

74,35

95,10

143,83

3,31

62,70

80,83

104,25

1,57

44,40

77,30

132,38

1,49

3,78

6,50

12,85

0,47

6,40

8,50

11,45

0,48

3,43

8,23

11,90

0,46

Konklúzió A növekvô komposztadagok megnövelték a talaj szervesanyag tartalmát és tápelem szolgáltató képességét, ill. ennek következtében növények biomassza termelését és tápelem-felvételét. A talaj és komposzt keverékének inkubálása intenzívebbé tette a forróvíz-oldható C, N és P tartalom mineralizáció általi feltáródását, így növelve azok értékét mind talajban, mind pedig a növényi felvétel esetében. A növekvô komposztadagoknak megfelelôen növekedett a kezelések mikrobiológiai aktivitása is, mind a mikrobaszám, mind pedig az enzimaktivitások tekintetében. A szintén megnövekedett könnyen oldható szénformák táplálékul szolgálnak a mikroorganizmusoknak, így növelve azok tápelem-feltáró kapacitását. Ezt bizonyítja a makroelemek elôbb már említett növekedése is. Összefoglalás Munkánk során a komposzttrágyázás a talaj tápelem-tartalmára és a növény biomassza termésére, ill. tápelem-felvételére gyakorolt hatását vizsgáltuk. Tenyészedénykísérletet állítottunk be talaj és komposzt különbözô arányú keverékével, inkubálás elôtt, ill. után. A növény biomassza hozamát és tápelemfevételét, ill. a talaj tápelem-tartalmát inkubálás elôtt és után alkalmazott komposzttrágyázást követôen is megvizsgáltuk. A nagyobb arányú komposztot tartalmazó kezelések a következô talajtulajdonságokban mutatnak nagyobb értéket: szerves anyag-, nitrogén-, foszfor- és káliumtartalom. A nagyobb komposzt tartalom hatására szignifikánsan növekedett a jelzônövény zöld és száraz tömege, ill. a növény által felvett NPK mennyiség is. Az inkubálás hatására szignifikánsan megnôtt a növény biomassza hozama, tápelem-felvétele, ill. a talaj tápelem-tartalma is a nem inkubált kezelésekhez képest. A nagyobb komposzt adagok szignifikánsan növelték a mikrobiológiai aktivitást is.

Scientific section

Irodalom Alexa, L.–Dér, S.–Kovács, D.–Füleky, Gy. (2004): Soil improvement with composted agricultural waste materials. 4th International Congress of the ESSC, Budapest. BUZÁS, I. (Ed.) (1988): Talaj- és agrokémiai vizsgálati módszerkönyv 2. A talajok fizikai-kémiai és kémiai vizsgálati módszerei. Mezôgazdasági Kiadó, Budapest. Erhart, E.–Hardl, W.–Putz, B. (2005): Biowaste compost affects yield, nitrogen supply during the vegetation period and crop quality of agricultural crops. Eur. J. Agr. 23:305-314. Füleky, Gy. - Czinkota I. (1993): Hot water percolation (HWP): A new rapid soil extraction method. Plant and Soil 157:131-135. Harrison, A. F. (1982a): 32P-method to compare rates of mineralization of labile organic phosphorus in woodland soils. Soil Biol. Biochem. 14:337341. Harrison, A. F. (1982b): Labile organic phosphorus mineralization in relationship to soil properties. Soil Biol. Biochem. 343-351. Huang, C.C.–Chen, Z. S. (2009): Carbon and nitrogen mineralization of sewage sludge compost in soils with a different initial pH. Soil Sci. Plant Nutr. 55 (5): 715-724. Kadono, A.–Funakawa, S.–Kosaki, T. (2009): Factors controlling potentially mineralizable and recalcitrant soil organic matter in humid Asia. Soil Sci. Plant Nutr. 55:243-251. Kaiser, E. A.–Müller, T.–Jörgensen, R. G.–Insam, H.–Heinemeyer, O. (1992): Evaluation of methods to estimate the soil microbial biomass and the relationship with soil texture and organic matter. Soil Biol. Biochem. 24:675683. Kehres, B. (2008): Long-term perspectives for separate collection and recycling of biowastes. The Future for Anaerobic Digestion of Organic Waste in Europe– ECN-Workshop, Nürnberg. NENDEL, C.–REUTER, S.–KUBIAK, R.–NIELER, R. (2004): Nitrogen mineralization from manure biowaste compost in vineyard soils. I. long-term laboratory incubation experiments. Jour. Plant Nutr. Soil Sci. 167:397-407. Ofosu-Anim, J.–Leitch, M. (2009): Relative efficacy of organic manures in spring barley (Hordeum vulgare L.) production. Austr. Jour. Crop Sci. 3 (1): 13-19. PASCUAL, I.–AVILÉS, M.–AGUIRREOLEA, J.–SÁNCHEZ-DÍÁZ, M. (2008) : Effect of sanitezed and non-sanitezed sewage sludge on soil microbiological community and the physiology of pepper plants. Plant and Soil 310:41-53. SARKADI, J.–KRÁMER, M. (1960): Növényi anyagok és szervestrágyák tápanyagtartalmának vizsgálata. I. Az összes N, P és K meghatározása. Agrokémia és Talajtan. 9:85-98. Schachtschabel, P. & Beyme, B. (1980): Löslichkeit des anorganischen Boden-phosphors und Phosphatdüngung. Zeitschrift f. Planzenernährung u. Bodenkunde. 143. 306–316. SZEGI, J. (1979): Talajmikrobiológiai vizsgálati módszerek. Mezôgazdasági Kiadó, Budapest. Yavari, S.–Eshghi, S.–Tafazoli, E.–Karimian, N. (2009): Mineral Elements Uptake and Growth of Strawberry as Influenced by Organic Substrates. Jour. Plant Nutr. 32 (9): 1498-1512.

Summary The effect of compost application on nutrient content of soil and biomass production and nutrient response of plant was analyzed. Pot experiments were set up before and after incubation of soil and compost mixture, respectively. Biomass production and NPK content of plant and NPK content of soil were measured before and after incubation, respectively. In the soil properties the treatments with higher compost ratio show higher values in following parameters: organic matter-, nitrogen-, phosphorus- and potassium-content. Plant biomass (both fresh and dry) and NPK content increased significant with higher amount of compost. Incubation effected significant higher plant biomass production and nutrient content of plant and soil. Microbiological activity increased in the treatments with higher rate of compost.

5 . é v f o ly a m 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

25

tudományos melléklet

Scientific section

Biogázüzemi fermentlé mezôgazdasági felhasználásának vizsgálata Gulyás Miklós környezetmérnök MSc hallgató – Dr. Füleky György egyetemi tanár Szent István Egyetem, Környezettudományi Intézet, Talajtani és Agrokémiai Tanszék, Gödöllô 1. Bevezetés A környezet és vele együtt a levegô, a talajok és a vizek szennyezése a világ minden részén folyamatosan növekvô problémát jelent. Egy termelési folyamatban hulladékká vált anyag, egy másik folyamat alapanyagává válhat, így csökkentve a keletkezô hulladékok mennyiségét. Az egyik kiváló technológia, mellyel sikeresen kezelhetôk a hulladékok szerves frakciói, az az anaerob kezelés. A biogáz fermentorokba bekerülô alapanyagokból, a lebontási folyamat során felszabaduló metán értékes alapanyaga a villamos- és hôenergia elôállításának, a fermentálás végén visszamaradó fermentum, pedig kiváló alapanyag a talajok tápanyag-utánpótlására. Napjainkban rohamosan növekszik azon biogáz üzemek száma, ahol fôleg mezôgazdasági és élelmiszeripari alapanyagokat dolgoznak fel. Ma Magyarországon 16 ilyen jellegû üzem mûködik, a közeljövôben további üzemek építése várható [1]. A feldolgozott alapanyagok mennyiségével, egyenesen arányosan megnövekedett a mezôgazdasági területeken hasznosítható fermentum mennyisége is. A tudományos eredmények felkutatása közben rá kellett jönnünk, hogy hiába foglalkozik számtalan cikk, publikáció, könyv a biogáz témával, legtöbbjük gazdasági oldalról elemzi az üzemeket, illetve legtöbben a különbözô anyagokból kinyerhetô biogáz mennyiségét kutatják. Bár az írások nagy része említést tesz a fermentálási maradékról, azonban ritkán találni olyan kiadványt, ahol ezeket az állításokat adatsorokkal is alátámasztják. 2004-ben jelent meg egy tanulmány, amiben a fermentlé laskagombára gyakorolt hatását vizsgálták Indiában. A szerzôk arról számoltak be, hogy a kezelések hatására növekedett a kontrollhoz képest a laskagomba termésmennyisége. Fehérjetartalma növekedett miközben a szénhidrát tartalma csökkent, ezen kívül növekedett a gombában kimutatható tápanyagok mennyisége is [2]. Egy észak-kínai üvegházas kísérletben sertés trágyát fermentáltak, a meghatározott fermentum mennyiséget az üvegházban elültetett uborka és paradicsom alá adagolták ki a növények növekedési szakaszainak megfelelôen. Emellett a kierjedt fermentumot a sertések takarmányához is hozzákeverték. A kísérletben vizsgálták a növények terméshozamának és C-vitamin tartalmának változását. Uborka esetében 18,4%-os termésnövekedést és 16,6%-os C-vitamin tartalomnövekedést értek el a fermentlé alkalmazásával. Paradicsom estében 17,8%, illetve 21,5% volt a növekedés a kontrollhoz képest. A sertések gyarapodását vizsgálva egyértelmûvé vált, hogy a fermentummal kevert takarmányt fogyasztó sertések több, mint 50 kgal nagyobb súlyt értek el, mint a hagyományos takarmányt fogyasztók. A kezelt állomány takarmány értékesítése is jelentôs mértékben javult [3]. Hazánkban, 2008-ban a BIOKOMP4 projekt keretében elkészült egy összehasonlító adatbázis az akkor mûködô hat magyarországi mezôgazdasági biogáz üzem erjesztési maradékának kémiai tulajdonságairól. Az adatértékelés kiderítette, hogy az üzemekbôl kikerülô fermentlevek szárazanyag-tartalma alacsony, ennek ellenére szervesanyag-tartalma jelentôs, kémhatásuk enyhén lúgos. A növények számára könnyen felvehetô NH4-N aránya magas [4]. A Pálhalmai Agrospeciál Kft. biogáz-üzemében keletkezô fermentumot a Fejér megyei MgSzH munkatársai vizsgálták. A kft. területe több mint 4000 ha, az erjesztési maradék hasznosítására alkalmas terület 2035 ha [5]. A vizsgálatokhoz a mintákat két különbözô idôpontban vették, elsô alkalommal a kifolyónál, másodjára pedig két helyrôl, a kifolyótól és a medencébôl. A különbözô idôpontokban vett minták nagy heterogenitást mutattak, a mért paraméterek között is találunk nagyságrendi eltéréseket. A legszembetûnôbb különbség a kifolyóból és a medencébôl vett minták között volt. A medencékbe kerülô kierjesztett anyag tápanyagtartalma nagymértékben csökkent. A NPK veszteség jelentôs a lúgos kémhatás, és az idôjárási viszonyok miatt. A másodgenerációs biogáz üzemek közül a nyírbátori üzem több szempontból is úttörônek tekinthetô. A kísérletezések, majd sikertelenül mûködô üzemek után megépült Európa legnagyobb folyékony technológiával mûködô biogáz üzeme. A 17 000 m3 fermentor térfogattal rendelkezô üzem évi 110 000 tonna alapanyagot használ fel biogáz elôállításra. Az erjesztési maradék mennyisége115 000 m3 évente. Számtalan kutatási lehetôséget biztosított és jelenleg is biztosít elsôként a szakemberek számára, mellyel a feljegyzett pozitív tapasztalati eredmények tudományosan megalapozottá válnak, bôvülnek ismereteink a talaj-növény-erjesztési maradék kapcsolatról. Fontos ezeknek a kapcsolatoknak a megismerése, mert bármit keverünk a talajhoz, azzal változásokat generálunk benne.

26

Biohulladék

5 . é v f o ly a m 2 – 3 . s z á m

A fermentlé szója jelzônövény alá kijuttatását követôen, betakarítás után vizsgálták a homok textúrájú talaj makro-, mezo-, és mikroelem, valamint nehézfém tartalmát. A talajoldat mérési eredményeibôl kiderült, hogy nehézfémtartalma nem változott, a talaj foszfor, kálium és kén készlete szignifikánsan változott. Pozitív hatás volt, hogy az alumínium tartalom csökkent, és egyes mikroelemek koncentrációja növekedett. Negatív hatásnak tekinthetô a Zn-tartalom csökkenése és a Na-tartalom növekedése, ami hosszú távon hátrányos lehet [6]. A termesztett növények nem egyformán tolerálják a fermentlével történô öntözést, egyes fajták érzékenyek, míg mások kevésbé érzékenyek ugyanabban a fejlôdési fázisban. A gabonák, kukorica és silókukorica bármely periódusban öntözhetô, azaz több kezelést is alkalmazhatunk, míg a szója, napraforgó, lucerna a fejlôdésük korai szakaszában hálálja meg az öntözést. A tenyészedényes, kisparcellás és üzemi kísérletekben a fermentlével, illetve a fermentlével és egyéb talajjavító anyaggal kezelt területeken nôtt a növények termés mennyisége, nagyobbra nôttek a növények, javult a beltartalmi mutató, a kezelések hatása pozitívan hatott a mikrobiológiai tevékenységre [7] [8] [9] [10]. A fermentlé kezelés hatására növekedett a talajok össz. nitrogén tartalma a felsôbb rétegekben a vártnak megfelelôen. A nitrát tartalom csökkenést mutatott a mélyebb talajrétegekben, jelezve, hogy a növények felvették a kijuttatott tápanyagot [11]. 2. Anyag és módszer 2.1. Mintavétel A vizsgálatokhoz szükséges mintákat az ELMIB csoporthoz tartozó Green Balance Kft. dömsödi biogáztelepén vettük. A mintákat két alkalommal, különbözô helyekrôl és körülmények közül vettük. Elsô alkalommal az utótárolóból kevert állapotban (1. minta) került sor a mintavételezésre. A második mintagyûjtést körülbelül egy hónappal az elôzô után hajtottuk végre. A minták az utófermentorból (2. minta) és az utótárolóból (3. minta), keverés nélküli állapotban kerültek megvizsgálásra. 2.2 Fermentlé mikrobiológiai vizsgálata 2.2.1 Mintaelôkészítés Laboratóriumi körülmények között a Coliform és Escherichia coli baktériumok jelenlétének vizsgálataira volt lehetôség a Szent István Egyetem Mikrobiológia Tanszékén. A homogenizált mintákból higítási sort készítettünk és ezekbôl végeztük el a vizsgálatokat. 2.2.2 Coliform meghatározás, Escherichia coli meghatározás Coliformok meghatározásához az MPN (Most Probable Number = legvalószínûbb élôsejt szám) módszert alkalmaztuk. A kiválasztott higítási fokokból 3-3 leoltást készítettünk minden mintánál. Az így elkészített mintákat 4–7 napra 37 °C-os inkubátorba helyeztük. A Coliform vizsgálat értékelését a szaporodást mutató csövek számának és higítási szintjének ismeretében végeztük. Hoskins-féle táblázat segítségével meghatároztuk a legvalószínûbb élô-csíraszámot. Az Escherichia coli meghatározásához szélesztéses módszert alkalmaztuk, a higítási sor kiválasztott tagjaiból. A mintákat 4–7 napra 37 °C-os inkubátorba helyeztük az eredmények értékeléséig. Az Escherichia coli telepeinek azonosítása könnyû feladat, a telepek fényes aranyszínûek, szélük sima, jól elkülöníthetôek a táptalajon kifejlôdô más szervezetektôl. 2.3 Fermentlé érzékszervi és kémiai vizsgálata A minták közül csak a 3. minta került további vizsgálatra, mert a mikrobiológiai vizsgálatok során ebben a mintában találtunk Escherichia coli-t. Az érzékszervi vizsgálatok során a szín, szag, halmazállapot egyszerûen meghatározható, nem igényeltek elôkészítést. Ezen tulajdonságok meghatározása segített a további vizsgálatok megtervezésében. 2.3.1 Kémiai vizsgálatok 2.3.1.1 Mintaelôkészítés A vizsgálatokhoz a mintát kétféleképpen készítettük elô. Készítettünk egy tízszeresére higított és szûrt mintát, illetve kénsavas roncsolásos eljárással készítettünk mintát. Egyes mérések esetében további higításokra volt szükség, ezeket a már kész higításból, illetve a mintából készítettük.

tudományos melléklet

Scientific section

2.3.1.2 Vizsgálatok A kémiai vizsgálatok során meghatároztam a minta szárazanyag, valamint szervesanyag-tartalmát, illetve a szerves szén tartalmát Tyurin módszerével. Meghatároztam a fermentum pH-ját, só tartalmát. Kjeldahl módszerrel meghatároztam az összes nitrogén tartalmat, desztillációval a vízoldható nitrogénformákat. A foszfor tartalmat SPEKOL 221 típusú spektrofotométerrel, a káliumot és nátriumot JENWAY PFP7 típusú lángfotométerrel, míg a kálciumot FLAMOM B automatikus lángfotométerrel határoztam meg. Toxikus nehézfémek (réz, cink, vas, mangán, ólom, és kadmium) meghatározásához Perkin-Elmer 303 típusú AAS berendezést használtam. A kapott eredményeket MS Excelben értékeltük. 2.4 Nitrogén formák változása a talajban Ahhoz, hogy megismerjük, hogyan változik a talajban a fermentlével kijuttatott NO3-N, NH4-N mennyisége, a hozzákeverés után megmértük az említett ionok mennyiségét a frissen bekevert, illetve két hetes érlelési periódus után. A kontroll mellett négy különbözô kezelést állítottunk be. A kísérletekhez gödöllôi rozsdabarna erdôtalajt használtunk. A következô kezelések beállítására került sor: – Kontroll: 100g talaj – 13ml desztillált víz – 1. kezelés: 100g talaj – 3,25 ml fermentlé+9,75 desztillált víz – 2. kezelés: 100g talaj – 6,50 ml fermentlé+6,50 desztillált víz – 3. kezelés: 100g talaj – 9,75 ml fermentlé+3,25 desztillált víz – 4. kezelés: 100g talaj – 13 ml fermentlé A talajból 1%-os KCl-el kivonatot készítettünk. Ezt követôen rázógépen 1 órán keresztül rázattuk ôket, majd leszûrtük a talajszuszpenziót. A szûrlet NH4+ és NO3- tartalmát a vízgôzdesztillálós készülékkel határoztuk meg. Kezelés

NH4-N (mg/100g)

0 3,25 6,5 9,75 13

0 15,02 30,03 45,05 60,06

NO3-N (mg/100g) 0 0,39 0,78 1,17 1,56

1. kép 2. mintából készült higítási sor az inkubáció után (Fotó: Gulyás Miklós) Az Escherichia coli kimutatására tett kísérlet eredménye a következôkben foglalhatóak össze. Az 1. mintából végzett szélesztés egyik ismétlése se mutatott semmilyen baktériumot. A 2. minta se mutatott Escherichia coli-t, de a Coliformok és más baktériumok minden petricsészében kifejlôdtek. A 3. mintából egyetlen Escherichia coli telep képzôdött az ismétlések egyik edényében. Coliformok és más baktériumok minden petricsészében kifejlôdtek.

NH4+NO3-N (mg/100g) 0 15,41 30,81 46,22 61,62

1. táblázat Fermentlével a talajba kevert oldott N mennyisége 2.5 Biotesztek A komposztok növekedés gátló hatásának megvizsgálásához is alkalmazott kerti zsázsát (Lepidium sativum) vetettünk egy lapos edénybe. A zsázsa ideális jelzônövény a komposztok, jelen esetben a fermentum, növényekre gyakorolt, növekedést gátló hatásának vizsgálatára, gyors növekedése és érzékenysége miatt [12]. A gödöllôi talajból a következô kezeléseket állítottuk be: – Kontroll: 200g talaj – 26ml desztillált víz – 1. kezelés: 200g talaj – 6,5 ml fermentlé+19,5 ml desztillált víz – 2. kezelés: 200g talaj – 13 ml fermentlé+13 ml desztillált víz – 3. kezelés: 200g talaj – 19,5 ml fermentlé+6,5 ml desztillált víz – 4. kezelés: 200g talaj – 26 ml fermentlé A hivatalos zsázsa-teszt mellett frissen bekevert talajba vetettünk angolperjét (Lolium perenne), illetve14 napos érlelt talajon is megismételtük vetést. Minden alkalommal a zsázsánál megállapított kezelések kerültek beállításra három ismétlésben. A zsázsát a hatodik napon learattuk. A levágott növények tömegét lemértük, és szobahômérsékleten megszárítottuk. A légszáraz növények tömeget ismételten lemértük. Angolperje esetében mindkét alkalommal a huszadik napon történt a növények levágása. A nyers és száraz tömegeken kívül feljegyeztük a növények fejlôdését százalékban kifejezve, növekedést cm-ben kifejezve, melyet fényképekkel is dokumentáltunk. Az eredményeket varianciaanalízis segítségével MS Excel-ben értékeltük 3. Eredmények 3.1. Mikrobiológiai vizsgálat A 40/2008. (II. 26.) Korm. rendeletben szennyvíziszapok mezôgazdasági felhasználásának estében nem tartalmazhat Humán parazita bélféreg petét, Salmonella sp.-t, Fekál coliformot Fekál streptococcust mikrobiológiai határértékek megadva. Ahol a fermentorba nem kerül szennyvíziszap, a maradék nem mezôgazdasági eredetû nem veszélyes hulladéknak minôsül, így a higiénizációra vonatkozó szabályokat kell betartani. A Coliform vizsgálat értékelése az inkubációs idô után a következô eredményeket szolgáltatta. A Hoskins táblázatnak megfelelôen mindhárom minta élôcsíraszáma 4,3x104 sejt/cm3.

2. kép Escherichia coli a 3. mintában (Fotó: Gulyás Miklós) 3.2. Érzékszervi vizsgálatok A fermentlé színe sötét, szürkés-fekete, teljesen zavaros, a mintavétel eltelte óta sem tapasztalható jelentôs ülepedés. Szaga közelrôl szúrós, büdös, szennyvízhez vagy hígtrágyához viszonyítva nem annyira erôteljes. A talajhoz keverve, az erjesztési maradék szaga teljesen megszûnt. Halmazállapota folyékony, kevés szárazanyagot tartalmaz. 3.3. Kémiai paraméterek Vizsgálat megnevezése

Koncentráció

Szárazanyag % Izzítási veszteség % Só % pH(H2O) Összes C % Oldat C % Roncsolt-N mg ml-1 Oldat NH4-N mg ml-1 Oldat NO3-N mg ml-1 Oldat NH4+NO3-N mg ml-1 Oldat P mg ml-1 Roncsolt -P mg ml-1 Oldat K mg ml-1 Roncsolt -K mg ml-1 Oldat Na mg ml-1 Roncsolt -Na mg ml-1 Oldat Ca mg ml-1 Roncsolt -Ca mg ml-1 Oldat Cu µg ml-1 Oldat Zn µg ml-1 Oldat Fe µg ml-1 Oldat Mn µg ml-1 Oldat Pb µg ml-1 Oldat Cd µg ml-1

1,14 0,58 2,29 8,13 0,34 0,28 4,78 4,619 0,12 4,74 0,07 0,42 0,88 0,89 0,87 0,89 0,035 0,093 2,7 0 1,62 0 6,4 0,042

Sza. tartalomra vonatkoztatava 100% 50,88%

29,82% 24,56% 4192,9 mg kg-1 4051,8 mg kg-1 105,3 mg kg-1 4157,8 mg kg-1 61,4 mg kg-1 368,4 mg kg-1 771,9 mg kg-1 780,7 mg kg-1 763,2 mg kg-1 780,7 mg kg-1 30,7 mg kg-1 81,6 mg kg-1 236,8 mg kg-1 0 142,1 mg kg-1 0 561,4 mg kg-1 3,68 mg kg-1

Határérték

1000 mg kg-1 2500 mg kg-1 – – 750 mg kg-1 10 mg kg-1

7. táblázat Fermentlé vizsgálati alapadatai

5 . é v f o ly a m 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

27

tudományos melléklet

Scientific section

A fermentlé fôleg oldott állapotban tartalmazza a tápelemeket, amiket így a növények könnyen fel tudnak venni a talajból. A 40/2008. (II. 26.) Korm. rendeletben a szennyvíziszapokra elôírt határértéket a vizsgált elemek egyike sem haladta meg. 3.4. Nitrogén formák változása a talajban

4. ábra A talajba kevert és visszamért NH4-N és NO3-N mennyisége A fermentlével frissen a talajba kevert NH4-N és NO3-N mennyisége a közvetlen visszamérést követôen szignifikánsan nem változott. Ez magyarázható azzal, hogy a talajszemcsék képesek az ammónium-iont megkötni [13].

1. ábra Érlelés és kezelések hatása a talaj NH4-N tartalmára A kezelések hatására lineárisan megnövekedett a talaj ammónium-ion tartalma a kontrollhoz viszonyítva. A 14 napos érlelés utáni mérési eredmények az NH4-N tartalom szignifikáns csökkenését mutatják minden kezelés esetében.

3.5. Biotesztek A kezelések hatását a zsázsa tesztnövényre a vetést követô 6 napos periódusban figyeltük meg. Figyeltük a csírázás kezdetét, a kelés egységességét, növények átlag magasságát stb. Ezeket összevetve százalékos rendszerben értékeltük a kezelések eredményeit. Minden esetben a kontrollt 100%-nak tekintve.

Zsázsa fejlôdése

Kontroll 1. kezelés 2. kezelés 3. kezelés 4. kezelés

nap

5. ábra Zsázsa fejlôdése a kezelések hatására 2. ábra Nitrát-ion változása a talajban a kezelések és az érlelés hatására A kezelésekkel talajba juttatott NO3-N mennyisége közel azonos, azonban az érlelés hatására a mennyisége növekszik. Jelentôsebb növekedést a 3. kezelés eredményezett.

A növények a második napon csírázásnak indultak. Látható, hogy a nagy adagú kezelések hatására késôbb csíráznak a magok, lassúbb a növekedés, a kontrollhoz és a kis adagú kezelésekhez képest. Az 1-es és 2-es kezelés hatására a növények pozitívan reagáltak a korai napokban. A harmadik nap után a növények szára közvetlenül a talaj fölött elvékonyodott, a növények megdôltek és száradásnak indultak. A kontrollnál és a kis adagú kezeléseknél a probléma egyformán jelentkezett, és fokozódott az aratásig. A jelenséget mások is tapasztalták, és azzal magyarázták, hogy vetéshez alkalmazott talaj fertôzött volt. Nagy adagú kezeléseknél a probléma a hatodik napig nem jelentkezett. Az 1-es és 2-es kezelések pozitív hatással voltak a növényekre. A nagy adagú kezelések depressziót okoztak a növények fejlôdésében.

3. ábra NH4+NO3-N változása a kezelések és az érlelés hatására Az 1-es és a 2-es diagramm eredményeinek összevetésébôl jól látszik, hogy az érlelés hatására az ammónium-ion, levegôzött talajon nitrifikáló baktériumok hatására átalakulási folyamaton megy keresztül, nitrát-ionná alakul veszteségek nélkül.

28

Biohulladék

5 . é v f o ly a m 2 – 3 . s z á m

6. ábra Zsázsa nyers és száraz tömege

tudományos melléklet

A tömeg visszamérések is jelzik az elôforduló problémát. A nyers tömegek a 3 kezelést leszámítva a különbség nem volt szignifikáns. Száraz tömegek esetében, a 3-as és 4-es kezelés hatására nôtt a tömeg de csak a 3-as kezelésnél tapasztaltunk szignifikáns különbséget. Megfigyeléseinket a gyökér fejlôdés vizsgálatával zártuk. A kis adagú kezelések nem okoztak depressziót a gyökerek fejlôdésében. A 4-es kezelés hatására alig hálózták be gyökerek a talajt.

3–4. kép Kontroll és a 4. kezelés kezelés hatása a zsázsa gyökérfejlôdése (Fotó: Gulyás Miklós) A próba vetések alkalmával a frissen bekevert fermentum depressziót okozott a tesztnövényeknél, ezért kíváncsiak voltunk, hogy más növény estében is megmutatkozik a gátló hatás, illetve 14 napig érlelt talajba vetett növényeknél, okoz-e problémát az anyag. Angolperjvél végzett kísérletben is több tényezôt (növekedés cm-ben, kelés egyenletessége stb.) vettünk figyelembe a fejlôdés százalékos magadásánál, a kontrollt minden felvételezéskor 100%-nak tekintettük.

Angolperje fejlôdése Kontroll 1. kezelés 2. kezelés 3. kezelés 4. kezelés

nap

7. ábra Angolperje fejlôdése érlelt talajon Angolperjénél is azt tapasztaltuk, mint a zsázsa esetében. A kis adagú kezelések korábban kifejtik kedvezô hatásukat, míg a nagy adagok kezdetben depressziót, fejlôdésben való elmaradást okoznak. A 20 napos tenyészidôszak végére a különbségek csökkentek. Érlelt talajon ugyan ezt az eredményt kaptunk. A gyökérzetet megvizsgálva a legnagyobb adagú kezelés hatására csökevényes gyökérzet fejlôdött.

Scientific section

4. Összefoglalás A hazai és külföldi tendenciákat figyelembe véve fokozatosan nôni fog a kisebbnagyobb biogáz üzemek száma. Ezáltal megnô a kezelt termék és az erjesztési maradék mennyisége is, melyrôl gondoskodni kell a folyamat végén. Felhasználásához ismerni kell a keletkezett anyag tulajdonságait. Vizsgálatainknak a biogázüzemi fermentlé mezôgazdasági felhasználásának megállapítása volt a célja. Meghatároztuk az erjesztési maradék Coliform és Escherichia coli tartalmát, kémiai tulajdonságait. Vizsgáltuk a nitrogénformák változását a talajban a kezelések hatására. Bioteszteket végeztünk a maradék növekedés gátló hatásának cáfolására vagy igazolására. A melléktermék minden tekintetben megfelelt a jogszabályokban elôírtaknak. A kapott értékek megközelítôleg azonosak a szakirodalmi adatokkal. A talajvizsgálatból kiderült, hogy a talajhoz kevert fermentlé megnövelte annak oldott nitrogén tartalmát a kezeléseknek megfelelôen. Az ammónium-ion, levegôzött talajon nitrifikáló baktériumok hatására átalakulási folyamaton ment keresztül, és nitrát-ionná alakult veszteségek nélkül. A kis adagú kezelések pozitív hatással voltak a növényekre, a nagy adagok depressziót, és csökevényes gyökérfejlôdést okoztak. Az eredmények alapján a fermentlé tápanyag-utánpótlásra felhasználható. Irodalomjegyzék 1. KOVÁCS K. (2010): Magyar Biogáz Egyesület, Nyilvántartás 2. BANIK, S. & NANDI, R. (2004): Effect of supplementation of rice straw with biogas residual slurry manure on the yield, protein and mineral contents of oyster mushroom. Industrial Crops and Products 20. 311-319. 3. QI, X., ZHANG, S., WANG, Y. & WANG, R. (2005): Advantages of the integrated pigbiogas-vegetable greenhouse system in North China. Ecological Engineering 24. 177-185. 4. SOMOSNÉ N. A., SZOLNOKY T. (2009): A biogáz-üzemi kierjedt fermentlé hasznosítása. Agrokémia és Talajtan 58.kötet 2. szám p. 381-386 5. SZABÓNÉ K. G., HAVASNÉ T. É. (2010): Biogáz üzemben keletkezô fermentum mezôgazdasági hasznosítása. Szennyvíziszapok és biogáz fermentlevek hasznosítása Konferencia. Budapest 6. VÁGÓ I., MAKÁDI M., KÁTAI J., BALLÁNÉ KOVÁCS A. (2008): A biogáz gyártás melléktermékének hatása a talaj néhány kémiai tulajdonságára. Talajvédelem, Supplementum. Talajtani Vándorgyûlés, Nyíregyháza. p. 555-560. 7. MAKÁDI M., TOMÓCSIK A., LENGYEL J. (2007b): Biogázüzemi fermentlé alkalmazása tápanyag-utánpótlásra II. Mezsgye Fórum, 2007. szeptember, p. 13,17. 8. TOMÓCSIK A., MAKÁDI M., MÁRTON Á., LENGYEL J. (2007c): Tápanyag-utánpótlás biogázüzemi fermentlével. Biohulladék 2: 4 p. 22-24. 9. MAKÁDI M., TOMÓCSIK A., OROSZ V., BOGDÁNYI ZS., BIRÓ B. (2007c): Effect of a biogas-digestate and bentonite on some enzyme activities of the amended soils. Cereal Research Communication 35 (2): 741-744. 10. TOMÓCSIK A., MAKÁDI M., OROSZ V., BOGDÁNYI ZS. (2007a): Biogázüzemi fermentlé hatása a silókukorica (Zea mays l.) termésére és beltartalmi mutatóira. Elsô nemzetközi környezettudományi és vízgazdálkodási konferencia, Szarvas, 2007. október 18-20. TSF Tudományos Közlemények, 2007 (7):1. 1. kötet, p.163-168. 11. MAKÁDI, M., TOMÓCSIK, A., LENGYEL, J., MÁRTON, Á (2008b): Problems and successess of digestate utilization on crops. Proceedings of the Internationale Conference ORBIT 2008, Wageningen, 13-16 October, 2008. CD-ROM (ISBN 3-935974-19-1) 12. ALEXA L., DÉR S. (2001): Szakszerû komposztálás; Profikomp Kft, p117 13. STEFANOVITS P., FILEP GY., FÜLEKY GY. (1999): Talajtan. Mezôgazda Kiadó p.196

Summary Considering national and international trends, it may be predicted that the number of smaller and larger biogas plants is going to increase. As a result of this trend the amount of treated products as well as fermentation residues that need to be taken care of is also going to grow. In order to utilize these products in the best possible way, their characteristics should be known. The aim of our examination was to determine whether the liquid fermentation fraction derived from biogas plants can be utilized in agriculture. Thus the Coliform and Escherichia coli levels of the liquid ferment were determined along with its chemical characteristics. The alteration of nitrogen forms in the soil as a result of treatment was examined. Bio-tests were carried out to determine any growth-inhibiting impacts caused by use of the liquid ferment. The byproduct satisfied all criteria required by legislation. Measured values are approximately the same as those cited in the literature. The results of the soil analysis show that the liquid ferment mixed with the soil increased nitrogen content as a result of the treatment. The ammonium ion was transformed into nitrate ion without any loss as a result of the nitrifying bacteria active in the aerated soil. Treatment with small quantities of this liquid resulted in a positive impact on plants while large additions resulted in regression and vestigial root development. Based on the results presented here it may be concluded that the liquid fermentation fraction can be used for nutrient supply.

5 . é v f o ly a m 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

29

tudományos melléklet

Scientific section

Keményítôvel és cellulózzal töltött politejsavból elôállított fröccsöntött lebomló polimer termékek laboratóriumi lebontásának és komposztálásának vizsgálata Tábi Tamás1, PhD hallgató, fejlesztômérnök Dr. NÉMETH ÁRON2, Egyetemi adjunktus SELMECZY ANNA3, BSc hallgató SZALAY FERENC4, MSc hallgató

1. Bevezetés A XXI. század elején a mesterséges, kôolaj alapú polimerek, azaz a mûanyagok szerepe a fejlett társadalmakban továbbra is fokozódik. A mesterséges polimerek napjainkban már nélkülözhetetlen alapanyagai a korszerû terméktervezésnek; belôlük hosszú, tartós, rendeltetésszerû használatra tervezett alkatrészeket, mûszaki termékeket gyártanak (1. ábra) [1‑4].

2. ábra. A lebomló polimer termékek életciklusa

1. ábra. A mesterséges polimerek feldolgozásának megoszlása Németországban, 2001‑ben [1] Ennek megfelelôen alapanyaguk is rendkívül stabil, ellenálló a mechanikai igénybevételnek, a környezeti behatásoknak, UV fénynek, baktériumoknak, savaknak, lúgoknak, stb. Amint az az 1.  ábráról is leolvasható, mesterséges és ugyanolyan stabil polimereket használunk csomagolástechnikai termékek gyártására, amelyek esetében az újrahasznosítás nem gazdaságos, így jelentôs mértékben növelik a szeméttelepek, lerakók nagyságát, ahol a lebomlásuk stabil alapanyaguk következtében több száz évet vesz igénybe. A mérnökök már a XX. század közeledtével szembesültek a fogyatkozó kôolajkészletek, valamint a növekvô hulladéklerakók problémájával, aminek hatására a mesterséges, kôolaj alapú polimereket egyre több vád éri. A fenntartható fejlôdés érdekében a megoldást olyan polimerek alkalmazása jelenti, amelyeknek a kôolaj alapú mesterséges polimerekkel ellentétben az alapanyaguk megújuló, természetes erôforrásból származik, valamint lebomlóak, és nem szennyezik a lebomlásuk során a környezetet. A megújuló erôforrásból elôállított, biológiai úton lebomló polimereket lebomló polimereknek, vagy röviden biopolimereknek is hívják. Egy lebomló polimer termék életciklusa teljes mértékben beilleszthetô a természet körforgásába (2. ábra) [5‑10].

30

Biohulladék

5 . é v f o ly a m 2 – 3 . s z á m

A megújuló erôforráson alapuló biopolimer gyártás elsô lépése magának a megújuló erôforrásnak a kinyerése, és abból korszerû, természetbarát technológiákkal a biopolimer gyártás. A kész alapanyagot ezután feldolgozzák, termék lesz belôle, majd a termék életciklusa végén összegyûjtik, komposztálják, és a komposzt táptalajként szolgálhat a megújuló erôforrás következô generációjának. Az egyik ilyen megújuló erôforrás, amely potenciális alapanyaga lehet a rövid használati idejû termékeknek, a keményítô. A keményítô megtalálható a Földön széleskörûen rendelkezésre álló kultúrnövényekben, így a kukoricában, búzában, burgonyában, valamint a rizsben és a borsóban is. Legjelentôsebb ezek közül a kukorica, amelyet a Földön legnagyobb mértékben termesztenek, és amelyik az egyik legmagasabb keményítôtartalommal (67%) rendelkezik a felsorolt növények közül. A kutatások kezdetben úgynevezett termoplasztikus keményítô (TPS–ThermoPlastic Starch) elôállítására irányultak a keményítô élelmiszeripari feldolgozásának mintájára. Extruderben hô, nyírás, valamint a keményítôhöz adott lágyítók (pl. víz, glicerin) hatására homogén termoplasztikus keményítôt tudtak elôállítani, amibôl utána hagyományos polimer feldolgozási technológiákkal végterméket tudtak gyártani. A termoplasztikus keményítô jelentôs hátrányait, gyenge mechanikai tulajdonságait, vízoldhatóságát, öregedési hajlamát a kutatók természetes szálakkal vagy más polimerekkel való társítással igyekeztek kiküszöbölni, de komoly áttörés a mai napig nem történt. Napjainkban a szintén lebomló, azonban kôolaj alapú polikaprolaktonnal (PCL) társítják, és az így kapott társított alapanyagból fóliát gyártanak [11‑15]. A keményítôvel történô kutatások másik része annak erjesztésére irányult. Keményítô és cukor erjesztésével tejsav, annak polimerizációjával pedig úgynevezett politejsav (PLA – PolyLactic Acid) állítható elô. A PLA elôállítása korábban drága, kôolaj alapú technológián alapult, de az olcsóbb, erjesztéses technológiával az alapanyag szélesebb körben elterjedhetett, azonban az ára napjainkban (2‑4 Euro) még nem versenyképes a kiváltani szánt termékek alapanyagának árával (0,8‑1,4 Euro). Ugyanakkor a PLA kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, és mivel megújuló erôforrásból elô lehet állítani, így jelentôs potenciállal rendelkezik a jövôbeni széleskörû alkalmazását tekintve, amelyet a világszerte nyíló PLA

tudományos melléklet

gyártó üzemek is alátámasztanak. A PLA feldolgozható a hagyományos polimer feldolgozás technológiákkal, mint például extruzióval, fröccsöntéssel, vákuumformázással, szálhúzással, fröccs-, valamint extruziós fúvással. A PLA‑ból egyszer használatos evôeszközök, mezôgazdasági palántázócserepek, talajtakaró fóliák, tálak, csészék, poharak, dobozok, irodai eszközök állíthatóak elô, ugyanakkor a jövôben tartós használati idejû mûszaki termékek, alkatrészek valamint orvostechnikai implantátumok (emberi testben felszívódik) alapanyagaként is megjelenhet (3. ábra) [16‑20].

Scientific section

ahol B [%] a minta tömegének változása a lebomlási folyamat során, mb(t) [g] a minta lebomlási vizsgálatának adott idôpillanatában mért tömege, mbe [g] a minta lebomlási vizsgálat elôtti tömege. A kapott eredmény negatív elôjele a minta bomlását (tömegcsökkenését), a pozitív a duzzadását jelzi. Az enzimatikus lebomlási vizsgálatokat a Budapesti Mûszaki Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Karának Alkalmazott Biotechnológiai és Élelmiszertudományi Tanszékének laboratóriumában végeztük el. A komposztálási kísérletekhez egész próbatesteket használtunk és az aktív komposztból kétnaponta ellenôrzéssel vizsgáltuk a lebomlási folyamatot. A két hétig tartó komposztálást az Ökörtelek‑völgyi komposztáló telepen végeztük el. 3. Kísérleti eredmények és értékelésük 3.1 Laboratóriumi lebomlás vizsgálat A kontrollált körülmények között elvégzett laboratóriumi lebomlás‑vizsgálat esetében 80°C‑os desztillált vizes és enzimes oldat hatására a 144 óra elteltével mind a társítatlan PLA próbatestek, mind pedig a 30m% keményítôvel és a 15m% cellulózzal töltött próbatestek egyaránt felrepedeztek, és megkezdôdött az elaprózódásuk. A társítatlan PLA, valamint a keményítôvel töltött PLA próbatestek 144 óra enzimatikus bontás után kézzel könnyel szétmorzsolhatóak voltak, már érintésre széttörtek, amíg a cellulóz töltésû PLA próbatestek jobban egy darabban maradtak, kézi szétmorzsolásuk nehezebb volt (4-6. ábra).

3. ábra. PLA‑­ból készült lebomló polimer termékek [21] A PLA‑ból készült termékek lebomlása során természetes anyagok, víz, humusz, szén‑dioxid, metán keletkezik, a lebomlás idejét pedig jelentôsen befolyásolja a környezeti hômérséklet és páratartalom. 60°C alatt közel stabilnak mondható, így szobahômérséklet és páratartalom mellett 2‑3 évig is használható, mielôtt elkezdôdne a termék tördelôdése. Komposztálási körülmények mellett pedig 1 hónap után indul meg a tördelôdés, a teljes lebomlás pedig 2-3 hónap alatt végbe is megy. Tekintve, hogy a 2‑3 év egy tartós mûszaki termék élettartama szempontjából rövid idônek, a komposztálással elérhetô „rövid”, 2-3 hónapos lebontás pedig hosszú idônek tekinthetô, így a kutatók különbözô természetes töltôanyagokkal próbálták befolyásolni a lebomlási idôt a mechanikai tulajdonságok legnagyobb mértékû megtartása, esetleges növelése mellett. A társítás során az ár, valamint a lebontási idô csökkentésének céljából általában valamilyen természetes, könnyen bomló töltôanyagot (keményítô) vagy az ár csökkentése valamint a mechanikai tulajdonságok növelése céljából természetes szálat (len, kender, cellulóz, szizál, stb.) adagoltak a PLA‑hoz [22‑27]. Kísérleteink során elvégeztük a társítatlan („tiszta”) PLA, valamint a keményítôvel, és a cellulózzal társított PLA próbatestek laboratóriumi enzimatikus, valamint valós komposztálási vizsgálatát. Kutatásunkat a Biohulladék Magazin 2009. októberi [28] számában megjelent cikkünk folytatásaként közöljük, amelyben részletesen beszámoltunk az alapanyagok gyártásáról és mechanikai tulajdonságainak vizsgálatáról.

4. ábra. PLA próbatestek elaprózódása 144 óra után (80 °C). Bal oldali próbatestekrôl a kép a bontás elôtt, a középsô, valamint jobb oldali próbatestek a bontás után készültek

2. Mérési elrendezés Az alapanyagok feldolgozását (extrudálását és fröccsöntését) a Budapesti Mûszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Polimertechnika Tanszékének laboratóriumában végeztük el. Az általunk használt politejsavat az Ecolac Kft.-tôl (Magyarország), a kukoricakeményítôt a Brenntag Hungária Kereskedelmi Kft.‑tôl (Meritena 100 jelû alapanyag, Magyarország), a cellulóz szálakat pedig a JRS GmbH.‑tól (Arbocel BWW40 jelû alapanyag, Németország) szereztük be. A keményítôt és a cellulózt 130°C‑on 8 óráig, a PLA‑t 85°C‑on 6 óráig szárítottuk feldolgozás elôtt. A szárított alapanyagokat Brabender Plasticorder PL 2100 típusú kétcsigás extruderrel ömledékkeveréssel társítottuk 190°C‑on. 30m% keményítôvel, valamint 15m% cellulózzal töltött PLA alapanyagot hoztunk létre, amelybôl 80x80mm alapterületû, 2 mm vastag próbatesteket fröccsöntöttünk Arburg Allrounder 320C 600‑250 típusú fröccsöntôgéppel (csigaátmérô=35mm). A próbatestekbôl a laboratóriumi enzimatikus lebomlás kísérletekhez 15x15mm alapterületû, 2 mm vastag kis próbatesteket vágtunk ki, amelyeket keményítô bontó enzimes (100 ml‑hez adott 3 ml alfa‑amiláz enzim) oldatban, valamint desztillált vízben tároltunk 60°C‑on, illetve 80°C‑on. A lebomlást vizuálisan, tömegméréssel, valamint elektronmikroszkópi felvételek (Jeol JSM-638OLA típusú elektronmikroszkóp) segítségével követtük nyomon. Az alábbi képlet alapján számoltuk a próbatestek tömegének változását:

B=

mb (t) − mbe ⋅100 mbe

5. ábra. 30m% keményítôvel töltött PLA próbatestek elaprózódása 144 óra után (80°C). Bal oldali próbatestekrôl a kép a bontás elôtt, a középsô, valamint jobb oldali próbatestek a bontás után készültek

6. ábra. 15m% cellulóz szállal töltött PLA próbatestek elaprózódása 144 óra után (80°C). Bal oldali próbatestekrôl a kép a bontás elôtt, a középsô, valamint jobb oldali próbatestek a bontás után készültek

5 . é v f o ly a m 2 – 3 . s z á m

�

Biohulladék

31

tudományos melléklet

Scientific section

A próbatestek tömegének nyomon követésével megfigyelhetô, hogy a társítatlan PLA‑hoz képest a keményítô hozzáadása meggyorsította, a cellulóz pedig lassította a bomlási folyamatot. 216 órás 80°C‑os bontást követôen a társítatlan PLA tömege 21m%‑ban, a keményítô tartalmú PLA tömege 29m%‑ban, a cellulóz töltésû PLA tömege pedig mindössze 2m%‑ban csökkent a bontó közeg típusától függetlenül (desztillált víz, enzimes oldat) (7-8. ábra).

10. ábra. PLA tartalom szerint korrigált tömegváltozás a 30 m% keményítô töltésû PLA és a 15m% cellulóz töltésû PLA esetében 80 °C-os vízzel történô bontás során

7. ábra. Tömegváltozás 80°C-os enzimatikus bontás során

A keményítô töltésû PLA esetében a PLA fázis tömegcsökkenésén látható, hogy az alig tér el a társítatlan PLA esetében mért tömegcsökkenéstôl, ami azt jelenti, hogy a keményítôtartalom arányosan gyorsította fel a keményítô töltésû PLA lebomlását úgy, hogy a keményítôt a bontó közeg könnyen kioldotta, ugyanakkor a kioldott keményítô következtében a PLA fajlagos felülete megnôtt, de ennek nem volt további, lebomlást jelentôsen elôsegítô hatása. A cellulóz töltésû PLA esetében azonban a PLA fázis tömegcsökkenése jóval kisebb, mint a társítatlan PLA tömegcsökkenése, tehát a cellulóz töltés hatására a hozzáadott cellulóz tartalomhoz képest jelentôsen nagyobb mértékben csökken a PLA lebomlásának sebessége, feltételezhetôen azáltal, hogy a cellulóz szálak jelenlétének következtében a bontó közeg számára a PLA fázis hozzáférhetôsége lecsökken. 60°C‑os bontás esetén a 150. óráig a próbatesteknek csak a duzzadása következett be, tömegcsökkenés nem. Megfigyelhetô ugyanakkor, hogy a PLA lebomlásának sebessége a 150. órát követôen nagyobb, mint a keményítô töltésû PLA‑é ami azzal magyarázható, hogy a keményítô tartalmú PLA duzzadása még nem fejezôdött be, amikor a PLA fázis már elkezdett bomlani. A bontó enzimnek ebben az esetben sem volt jelentôs hatása a tömegváltozásra (11‑12. ábra).

8. ábra. Tömegváltozás 80°C-os vízzel történô bontás során Látható a 7. és 8. ábrán, hogy a tömegcsökkenésre nem volt jelentôs hatással a bontó enzim jelenléte, a próbatestek a bontó enzim hiányában is elaprózódtak és a tömegük is hasonló mértékben csökkent. 216 óra bontás után a mérést tovább folytatni nem lehetett, mert a cellulóz tartalmú próbatestek kivételével a többi próbatest a tömegméréskor a legkisebb érintésre széttöredezett. A töltött PLA anyagok esetében a mért tömegcsökkenés értékeket a PLA tartalom tömegcsökkenésére vonatkoztatva korrigáltam; a 30m% keményítô tartalmú PLA tömegcsökkenés értékeit 0,7‑tel, amíg a 15m% cellulóz tartalmú PLA tömegcsökkenés értékeit pedig 1/0,85‑tel szoroztam, mivel az alkalmazott bontási körülmények között a keményítôt könnyen (azonnal), a cellulózt nehezebben (nem) bomló alapanyagnak feltételeztem. Az eredményül kapott görbék a keményítôvel és cellulózzal töltött PLA esetében kizárólag a PLA fázis lebomlását jellemzik (9. és 10. ábra). A cellulóz töltésû PLA görbéjébôl a szorzást megelôzôen kivontam a 48. órában mérhetô duzzadás értékét, hogy csak a tömegcsökkenést vehessem figyelembe.

11. ábra. Tömegváltozás 60 °C-os enzimatikus bontás során

12. ábra. Tömegváltozás 60 °C-os vízzel történô bontás során

9. ábra. PLA tartalom szerint korrigált tömegváltozás a 30m% keményítô töltésû PLA és a 15m% cellulóz töltésû PLA esetében 80°C-os enzimatikus bontás során

32

Biohulladék

5 . é v f o ly a m 2 – 3 . s z á m

Az enzimatikus bontás során kapott próbatestek felszínérôl és töretfelületérôl elektronmikroszkópi felvételeket készítettem (13-18. ábra).

tudományos melléklet

13. ábra. PLA próbatest felszíne 80 °C‑os bontás után

14. ábra. PLA próbatest töretfelülete 80 °C‑os bontás után

15. ábra. 30m% keményítô töltésû PLA próbatest felszíne 80 °C‑os bontás után

16. ábra. 30m% keményítô töltésû PLA próbatest töretfelülete 80 °C‑os bontás után

19. ábra. Komposztált PLA próbatest 2 nap elteltével

Scientific section

20. ábra. Komposztált 30m% keményítô töltésû PLA próbatest 2 nap elteltével

21. ábra. Komposztált 15m% cellulóz töltésû PLA próbatest 2 nap elteltével

A komposztálás 14. napján már mind a PLA, mind pedig a keményítô és cellulóz töltésû PLA próbatestek elaprózódtak (22‑24. ábra).

17. ábra. 15m% cellulóz töltésû PLA próbatest felszíne 80 °C‑os bontás után

18. ábra. 15m% cellulóz töltésû PLA próbatest töretfelülete 80 °C‑os bontás után

A PLA, valamint a keményítô tartalmú PLA próbatestek felszínérôl készített elektronmikroszkópi felvételeken (13., 15. ábra) jól látszik, hogy azokon jelentôs kiterjedésû repedések jelentek meg, ugyanakkor ennél kisebb kiterjedésû repedések figyelhetôek meg a cellulóz tartalmú PLA próbatestek feszínén (17. ábra). A töretfelületeket megvizsgálva azt tapasztaltuk, hogy a PLA‑hoz adott keményítô a lebomlási folyamat során kioldódott, és szemcsés szerkezetébôl adódóan jelentôs mennyiségû üreget hagyott maga után (14., 16. ábra). A felvétel egyértelmûvé teszi, hogy a keményítô elôsegíti a PLA elaprózódását, az elaprózódott darabok fajlagos felületének növelését és ezáltal pedig a lebomlási folyamat gyorsítását. A cellulóz töltés hatására ugyanakkor a próbatestek felszínén (17. ábra) és töretfelületén (18. ábra) kisebb repedések figyelhetôek meg, mint a társítatlan PLA esetében, amibôl arra lehet következetni, hogy a cellulóz töltés hatására a PLA lebomlása lassúbb lesz, ezáltal pedig valószínûleg a tartós használati ideje is kitolható. 3.2 Komposztálási lebomlás vizsgálat A komposztálási vizsgálat során a laboratóriumi lebomlás vizsgálat eredményeihez hasonló eredményeket kaptunk; a komposztálás során a próbatestek kezdetben megduzzadtak, nedvességet vettek fel, majd megindult a tömegük csökkenése és ezzel együtt az elaprózódás is. A PLA (19. ábra) és a keményítô töltésû PLA (20. ábra) próbatestek a komposztálás 2. napján már elkezdtek elaprózódni, amíg a cellulóz töltésû PLA (21. ábra) próbatestek még egyben maradtak, amely megerôsíti a cellulóz a PLA fázisra gyakorolt, lebomlási sebességet csökkentô hatását.

22. ábra. Komposztált PLA próbatest 14 nap elteltével

23. ábra. Komposztált 24. ábra. Komposztált 30m% keményítô töltésû 15m% cellulóz töltésû PLA próbatest 14 nap PLA próbatest 2 nap elteltével elteltével

Az eredmények alapján kijelenthetô, hogy a PLA, valamint a keményítôvel és cellulózzal töltött PLA termékek komposztálhatóak, lebomlanak a komposztban, így ezeknek a teljes mértékig megújuló erôforrásból elôállítható lebomló polimereknek a használata tényleges megoldást jelenthet az egyszer használatos vagy rövid használati idejû termékek okozta hulladék‑felhalmozódás megszûntetésére. 5. Összefoglalás Napjainkban a hagyományos, kôolaj alapú polimerek (mûanyagok) gyártását, feldolgozását és felhasználását, egyre több vád éri, mivel ezeket a fejlett társadalmak számára nélkülözhetetlen anyagokat kôolajból állítják elô, valamint a nem mûszaki célú, fôként csomagolástechnikai mûanyag termékek csekély áruk és ezáltal gazdaságtalan újrahasznosításuk következtében jelentôs mértékben növelik a hulladéklerakók nagyságát. Ezekre a problémákra jelenthet megoldást a megújuló erôforrásból elôállított, biológiai úton lebomló polimerek (röviden lebomló polimerek) használata. Kísérleteinkben a keményítôbôl, mint a Földön széleskörûen megtalálható megújuló erôforrásból elôállított, kitûnô mechanikai tulajdonságokkal rendelkezô lebomló polimer, a politejsav (PLA), valamint annak kukoricakeményítôvel és cellulózzal társított alapanyagait vizsgáltuk laboratóriumi illetve komposztálással történô lebontással. Mind a laboratóriumi, mind a komposztálásos lebomlás vizsgálat során megállapítottuk, hogy kezdetben az alapanyagok nedvességet vettek fel, majd meghatározott idô elteltével megindult a próbatestek elaprózódása, és a tényleges lebomlás, amelyet a próbatestek tömegének csökkenése jelzett. A laboratóriumi lebomlás vizsgálat eredményeképpen megállapítottuk, hogy a keményítô töltés gyorsította, a cellulóz ellenben lassította a lebomlási folyamatot, ugyanakkor az is kijelenthetô, hogy a keményítô csak a PLA‑hoz adagolt mennyiséggel arányosan növelte a lebomlás sebességét, amíg a cellulóz a PLA‑hoz adott töltôanyag hányadnál jelentôsen nagyobb mértékben csökkentette a lebomlás sebességét. Az említett

5 . é v f o ly a m 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

33

tudományos melléklet

Scientific section

töltôanyagok lebomlási idôre gyakorolt hatásának következtében a keményítô töltést inkább rövid életciklusra, a cellulóz töltést pedig tartós használatra tervezett PLA termék esetében célszerû alkalmazni. Végül a komposztálási vizsgálattal bizonyítottuk, hogy a társítatlan PLA, valamint a keményítôvel és cellulózzal töltött PLA alapanyagok lebonthatóak komposztban, így ezeknek a teljes mértékig megújuló erôforrásból elôállítható lebomló polimereknek a használata tényleges megoldást jelenthet az egyszer használatos vagy rövid használati idejû termékek okozta hulladék‑felhalmozódás megszûntetésére. 6. Irodalomjegyzék 1. Szabó F.: A világ mûanyagipara II. Egyesült Államok és Németország. Közép- és hosszú távú elôrejelzés a világon, Mûanyag és Gumi, 41, 2004, 3-8 2. Czvikovszky T., Nagy P., Gaál J.: A polimertechnika alapjai, Mûegyetemi Kiadó, Budapest, 2000 3. Czvikovszky T.: Lehet-e zöld a mûanyag?, Mûanyag és Gumi, 43, 2006, 24-31 4. Czigány T., Izer A., Tábi T.: Polimer kompozitok – áttekintés, Mûanyag és Gumi, 44, 2007, 185-191 5. Orbán S., Pásztor M.: Biomûanyagok a környezetvédelem és a klímavédelem szolgálatában, Mûanyag és Gumi, 46, 2009, 15-18 6. Kiss R.: Egy ígéretes alternatíva – hagyományos mûanyag helyett biopolimer, Mûanyag és Gumi, 46, 2009, 432-435 7. Kissné Lovas K., Suba P., Nagy G.: Biológiailag lebomló mûanyagok, Mûanyag és Gumiipari Évkönyv, 7, 2009, 32-33 8. Alexa L.: Komposztálható mûanyagok a Novamonttól, Biohulladék, 3, 2009, 12-16 9. Chandra R., Rustgi R.: Biodegradable polymers, Progress in Polymer Science, 23, 1998, 1273-1335 10. Bodnár I.: Biopolimerek: Biológiailag bontható mûanyagok, Alkalmazott Kémiai Tanszék, Debreceni Egyetem, 2008 11. Czigány T., Romhány G., Kovács J. G.: Starch for injection moulding purposes, 3. fejezet, 81-108, Engineering Biopolymers: Homopolymers, Blends, and Composites, Hanser Publishers, Munich-Cincinnati, 2007 12. Tábi T., Czeller A., Kovács J. G.: Investigation and development of the processability of biodegradable polymer, Gépészet 2008, CD proceeding, 8 oldal 13. Tábi T., Kovács J. G.: Examination of injection moulded thermoplastic maize starch, Express Polymer Letters, 1, 2007, 804-809 14. Avérous L.: Biodegradable multiphase systems based on plasticized starch: A review, Journal of Macromolecular Science, 44, 2004, 231-274

15. Stepto R. F. T.: Thermoplastic starch, Macromolecular Symposia, 152, 2000, 73-82 16. Martin O., Averous L.: Poly(lactic acid): plasticization and properties of biodegradable multiphase systems, Polymer, 42, 2001, 6209-6219 17. Molnár K., Imre B.: Politejsav-alapú biodegradálható kompozitok fejlesztése, Mûanyag és Gumiipari Évkönyv, 7, 2009, 34-38 18. Lim L. T., Auras R., Rubino M.: Processing technologies for poly(lactic acid), Progress in Polymer Science, 33, 2008, 820-852 19. Bánhegyi Gy.: Hôformázott csomagolóeszközök politejsavból, Mûanyagipari Szemle, 1, 2004 20. Gupta A. P., Kumar V.: New emerging trends in synthetic biodegradable polymers – Polylactide: A critique, European Polymer Journal, 43, 2007, 4053-4074 21. www.natureworksllc.com 22. Gattin R., Copinet A., Bertrand C., Couturier Y.: Comparative biodegradation study of starch- and polylactic acid-based materials, Journal of Polymers and the Environment, 9, 2001, 11-17 23. Jang W. Y., Shin B. Y., Lee T. J., Narayan R.: Thermal properties and morphology of biodegradable PLA/starch compatibilized blends, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 13, 2007, 457-464 24. Wang H., Sun X., Seib P.: Properties of poly(lactic acid) blends with various starches as affected by physical aging, Journal of Applied Polymer Science, 90, 2003, 3683-3689 25. Zhang J., Sun X.: Mechanical properties of poly(lactic acid)/starch composites compatibilized by maleic anhydride, Biomacromolecules, 5, 2004, 1446-1451 26. Tábi T., Kovács J. G.: Keményítôvel társított politejsav (PLA – PolyLactic Acid) fröccsöntése és vizsgálata, Mûanyag és Gumiipari Évköny, 7, 2009, 18-21 27. Tábi T., Kovács J. G.: Fröccsöntött politejsav termékek vizsgálata, Mûanyag és Gumi, 46, 2009, 189-192 28. Tábi T., Kovács J. G.: Politejsav (PLA – PolyLactic Acid) és keményítô keverékébôl elôállított lebomló polimerek vizsgálata, Biohulladék, 3, 2009, 20-24 Köszönetnyilvánítás A cikk a Bolyai János Kutatási ösztöndíj támogatásával készült. Köszönjük to­ vábbá az ARBURG Hungária Kft-nek, hogy rendelkezésünkre bocsátotta az ARBURG Allrounder  320C  600‑250 típusú fröccsöntô gépet, a Wittmann Robottechnikai Kft-nek a W 711 robotot, köszönjük továbbá a Lenzkes GmbH-nak a szerszámfelfogókat.

Summary Nowadays, the production, processing and usage of ordinary, petrol based polymers (plastics) are accused, because these indispensable materials are produced by crude oil, and the non engineering plastic products typically used in packaging applications are increasing the amount of landfills dramatically due to their low price and thus uneconomic recyclability. For these problems, the usage of renewable resource based, biodegradable polymers (biopolymers) can be a solution. In our research the laboratory scale enzymatic degradation tests and the composting tests of the starch based (starch can be found all over the world in high ammounts, and is a yearly renewable resource) poly(lactic acid) (PLA) and the PLA blended with maize starch and cellulose fibres were carried out. It was found by the results of both laboratory and composting tests that first the moisture content of the materials increased, than the fragmentation of the samples begun, and finally the actual degradation took place, which was determined by mass loss of the samples. As the result of laboratory degradation tests it was found that starch increased while cellulose fibres decreased the degradation process. It was also found that starch only increased the degradation rate of the PLA/starch blend proportional of starch content, however cellulose decreased the degradation rate of PLA/cellulose blend by much higher magnitude than the cellulose content of the blend. Due to the effect of these fillers on the degradation rate and thus time, starch filling is to be used for short life‑cycle PLA based products, while cellulose filing is to be used for higher life‑cycle PLA based product. Finally by the composting tests it was proven that pure PLA, and PLA/ starch, PLA/cellulose blends can be degraded in compost, thus the usage of these renewable resource based biodegradable materials can be a true solution to eliminate the increasing landfills caused by short‑life cycle and disposable plastic products.

1

Budapesti Mûszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Polimertechnika Tanszék, Hunest Biorefinery Kft. Budapesti Mûszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék Szent István Egyetem, Talajtani és Agrokémiai Tanszék 4 Budapesti Mûszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Polimertechnika Tanszék 2 3

34

Biohulladék

5 . é v f o ly a m 2 – 3 . s z á m

M EG Ú J UL Ó ENER g IAFORRÁSOK

RENEWABLE

ENERGY

SOURCES

Growing woody energy crops: preceding crops and soil cultivation

> D  r . Gy u ri c z a Csaba Sz ent Ist v á n E g y etem

Fás szárú energianövények

termesztése: elôvetemény és talajmûvelés A Biohulladék Magazin hasábjain indított fás

szárú energianövények termesztését és felhasználását bemutató cikksorozatunk folytatásaként a termesztéstechnológia elsô lépéseit, vagyis az elôvetemény megválasztásának szempontjait, valamint a helyes talajelôkészítés menetét mutatjuk be.

Pa r l a gte r ü le t e k e n a talajm ûvelés alapvetô célja a gyom ok g yér ités e / At fa l l ow s t h e b a s ic a im o f tilla ge is thinning of weeds

As a continuation of the article series on growing woody energy crops published in Biowaste Magazine, in this piece we hereby introduce the first steps of cultivation technology; that is, the important aspects which precede crop selection, and the right processes for soil preparation.

Preceding crop selection Plantations of woody energy crops require careful planning. Preceding crops must be selected with great care (Tables 1-2). Choosing suitable preceding crops can make the cultivation work necessary for the energy plantation much easier in the first year. The value of the preceding crop depends on the effect it has on habitat and soil (especially on nutrient content, water stock, structure and organic matter content). The yield of the preceding crop will impact subsequent crops through consumption of nutrients and a decrease in moisture content. Pests which affect the preceding crop can pose a hazard to the woody energy crop when there is some similarity in the plants. The amount of time which passes between the growth of the preceding crop and the energy plantation influences the amount of technological work required on the site, and regeneration of habitat. The technological procedures utilised in previous years (such as soil cultivation, plant protection, nutrient supply, etc.) will influence the following crop yield and condition of the soil. Plants considered to be good preceding crops: • are harvested early from the area so that is possible to carry out soil cultivation work in time and to keep the most possible moisture in the soil; • following harvest leave behind vegetable parts that can be easily shredded and or decompose quickly. The plants that belong to this group are the annual papilionaceae (bean, pea, soy bean, broad bean), cruciferae plants (rape, mustard, oil radish), eared crops (autumn/spring barley, autumn wheat, rye) and sunflowers; • have low level nutrient demands and water uptake. They do not use the water stock of the deeper layers. The presence of water is especially important for all cultivated plants since if there is enough water in the first year the success of the whole plantation is ensured. In a dry, arid habitat with occasional drought no perennial species (e.g. burclover) should be used as preceding crop as they increase the nitrogen level of the soil and at the same time use up the water

5 . é v f o ly a m 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

35

>

M EG Ú J UL Ó ENER g IAFORRÁSOK

>

stock all the way down to the deeper layers. In low-lying or wet areas, however, the cultivation of fallow burclover can be very effective; • do not increase the cost of plant protection by making the habitat weedy. The plants most effective against weeds are eared crops and rape. After their harvest it is most effective to grow green manure plants that improve the physical and biological condition of the soil and also create optimal nutrient levels. Plants with medium or poor value as preceding crops: • are harvested late leaving little time for soil cultivation work. The green vegetable parts left behind are difficult to shred and form long pieces. Plants belonging to this type are corn, sunflower and perennial papilionaceae species. If the weather is wet, crops that are normally beneficial can also hinder later work due to the leaving behind of soaked vegetable remains; • have considerable nutrient demands. They make the upper layer of the soil more compact and also use up a lot of water. Plants of this type are those which produce a high level of biomass and those which are perennial; • make the habitat rather weedy. Late harvest corn and sunflower are not recommended as they are collected late and may make the habitat quite weedy in the following year; • belong to the same family as the woody energy crop. This may occur in the case of acacia which should not be planted after annual leguminous and perennial papilionaceae plants have been grown. Table 1. The value of arable land plants grown prior to plantation of willow and poplar for energy purposes Plant

Value Good

Autumn eared crops

x

Spring eared crops

x

Medium

x

Root crops Leguminous plants

x

x

Annual fodder plants

Biohulladék

Liable to solidify and aridify the soil Rape is especially recommended

x

Fibre crops

36

Liable to make the area very weedy

x

Perennial papilionaceae Oil plants

Comment Not recommended

x

Liable to make the soil very arid and weedy

RENEWABLE

ENERGY

SOURCES

Az elôvetemény megválasztása A fás szárú energianövények telepítése abban a tekintetben is tudatos tervezést igényel, hogy az elôveteményt gondosan kell megválasztani (1-2. táblázat). A  kedvezô elôvetemény az energetikai faültetvény elsô évi munkáit nagymértékben megkönnyítheti. Az elôvetemény értékét befolyásolja a termôhely, a termesztett növény talajra (elsôsorban a tápanyagtartalomra, a vízkészletre, a szerkezetre, a szerves anyag tartalomra) gyakorolt hatása. Az elôvetemény ter­mésmennyisége a felhasznált tápanyagok és nedvességtartalom révén fejt ki hatást az utónövényekre. Az elôvetemények kártevôi és kórokozói abban az esetben jelentenek veszélyt a fás szárú energianövényekre, ha a korábbi növényekkel egyezôség figyelhetô meg. Az elôvetemény és az energetikai ültetvény létesítése között rendelkezésre álló idôtartam hossza a technológiai munkák elvégzését, valamint a termôhely regenerálódását befolyásolja. A megelôzô években alkalmazott termesztéstechnológiai eljárások (talajmûvelés, növényvédelem, tápanyag-utánpótlás, stb.) elsôsorban az elôvetemény termésmen�nyisége, valamint a talaj kultúrállapota révén hatnak. Jó elôveteménynek minôsülnek azok a növények, amelyek • korán kerülnek le a területrôl, és lehe­ tôvé teszik a talajmunkák idôben tör­ ténô elvégzését, illetve a lehetô legtöbb talajnedvesség helyben tartását, • jól aprítható növényi maradványokat hagynak a területen, továbbá könnyen lebomlanak. Ide tartoznak az egyéves pillangósok (bab, borsó, szója, lóbab), a keresztes virágú növények (repce, mustár, olajretek), a kalászos gabonák (ôszi/tavaszi árpa, ôszi búza, rozs) és a napraforgó. • kevés tápanyagot és vizet vonnak ki a talajból, különösen a mélyebb rétegek nedvességkészletét hagyják érin­tetlenül. Ez utóbbi szempont különösen fontos valamennyi termesztett növényfaj esetében, mert az elsô évben az elegendô nedvesség jelenléte a teljes ültetvény eredményességét megalapozza. Szárazabb, aszályhatásnak kitett termôhelyeken kerülni kell valamennyi többéves növény (pl. lucerna) elôveteményként történô ter-

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

mesztését, mert a talaj nitrogéntartalmát növeli, azonban a talaj nedvességtartalmát a mélyebb rétegekig feléli. Csapadékban gazdag, illetve mélyebb fekvésû területeken ugyanakkor feltört lucernából történô telepítés is kifejezetten eredményes lehet. •u  tólagos gyomosító hatása révén nem növeli meg a növényvédelem költségét. A legjobb gyomelnyomó hatású növények a kalászosok, illetve a repce lekerülése után van lehetôség a talaj fizikai és biológiai állapotát javító, kedvezô tápanyag-ellátottságot megteremtô zöldtrágya növények termesztésére. Közepes és rossz elôvetemény ér­té­ kûek azok a növények, amelyek • k ései betakarításúak, és emiatt kevés idô áll rendelkezésre a talajmunkák elvégzésére, továbbá nehezen aprítható, vonódott, zöld növényi maradványokat hagynak hátra a területen. Ide tartozik a kukorica, a napraforgó és az évelô pillangósvirágú növények. Csapadékos idôjárás esetén az egyéb esetben kedvezô elôvetemények az átázott növényi maradványok miatt szintén akadályozhatják a késôbbi munkákat. • jelentôs mennyiségû tápanyagot vonnak ki a talajból, tömörítik a feltalajt, sok vizet használnak fel. Általában a nagy mennyiségû biomasszát termelô növények, valamint az évelô kultúrák tartoznak ebbe a csoportba. • e rôteljes gyomosító hatásúak. A kukorica és a késôn lekerülô napraforgó nem csak a kései betakarítás miatt kerülendô, de következô évi gyomosító hatása is jelentôs lehet. •u  gyanabba a növénycsaládba tartoznak, mint a fás szárú energianövény. Ez az akác esetén fordulhat elô, ezért akácültetvényt egyéves hüvelyes vagy évelô pillangós virágú növények után ne termesszünk.

M EG Ú J UL Ó ENER g IAFORRÁSOK

1 . t á b lá z at. Szá n t óföldi növények elôvetem ény értéke e n er g ia c él ú f û z é s n yá r t e r me sz t é se e lôtt

Növény Ôszi kalászosok Tavaszi kalászosok

Jó x x

Kapás növények

Elôvetemény érték Közepes Nem ajánlott

x

Olajnövények Rostnövények

x

erôteljes gyomosító hatásúak

x

Egynyári takarmánynövények

Megjegyzés

SOURCES

Value Good

x

ENERGY

Table 2. The value of arable land plants grown prior to the plantation of acacia for energy purposes. Plant

x

Hüvelyes növények Évelô pillangósok

RENEWABLE

tömörítik és kiszárítják a talajt különösen a repce ajánlott erôteljes szárító és gyomosító hatás

x

Autumn eared crops

x

Spring eared crops

x

Comment Medium

Not recommended On sandy ground rye is especially recommended

Liable to make the ground weedy

x

Root crops Leguminous plants

x

Perennial papilionaceae

x

Oil plants

Rape is especially recommended

x

x

Fibrous crops Annual fodder crops

Liable to solidify and aridify the soil

Liable to make the ground arid and weedy

x

2 . t á b l á z at Sz á n t óföldi növények elôvetem ény értéke ener g ia c él ú a ká c t e r m esz t é se e lôt t

Növény Ôszi kalászosok

Jó x

Tavaszi kalászosok

x

Kapás növények

Elôvetemény érték Közepes Nem ajánlott

x

Hüvelyes növények Évelô pillangósok Olajnövények Rostnövények

Soil preparation –the process of soil cultivation work

különösen a rozs ajánlott homoktalajon

The goal and significance of soil cultivation work before energy plantations are established

erôteljes gyomosító hatásúak x x

x

Egynyári takarmánynövények

Megjegyzés

x

tömörítik és kiszárítják a talajt különösen a repce ajánlott erôteljes szárító és gyomosító hatás

x

A talajelôkészítés – talajmûvelés rendszere A talajmûvelés célja és jelentôsége energiaültetvények létesítése elôtt Talajmûvelésnek nevezzük a talaj felsô, rendszeresen mûvelt rétegének, szükség szerint mélyebb rétegeinek mûvelôeszközzel végzett fizikai állapotváltoztatását, annak érdekében, hogy a kultúrnövény szaporító anyagának biztosítsa a csírázás, a kelés, a gyökeresedés, majd a vegetáció során a fejlôdés és termésképzôdés feltételeit. Ezt az állapotot a leginkább energiatakarékos, környezetkímélô módszerekkel kell elérni. Magyarország agroökológiai adottságai között a klímaváltozás felerôsödése, illetve a szélsôséges idôjárási jelenségek növekvô gyakorisága miatt a

talajmûvelésnek a termesztendô növény számára kedvezô talajállapot mellett a talajnedvesség veszteség minimalizálására kell irányulnia. Bármely mûvelési beavatkozás a talaj állapotába a párologtató felület megnövekedésével jár együtt, azonban általános követelményként fogalmazható meg, hogy a szükséges mértékû bolygatásra kell törekedni. Egyes mûveletek összevonása, míg a kevésbé hatásosak elhagyása révén szintén mérsékelhetô a párolgási veszteség. Az energetikai faültetvények létesítése során különösen nagy gonddal kell eljárni, ugyanis a mûveléssel nem csak egy vegetációs idôszakra készítjük elô a talajt, hanem 10-25 éves termelési ciklust alapozunk meg vele. Speciális helyzettel kell szembenézni a talaj mûvelôjének fás szárú energianövény termesztése elôtt abban a tekintetben is, hogy ese-

Soil cultivation work is the physical transformation of the upper, regularly cultivated layer (and where necessary, deeper layers of the soil) with cultivation tools in order to provide the propagation material of the plant with the right conditions for development and fruit production during the germination, budding, rooting and vegetation period. These conditions should be achieved using the most energy efficient and environmentally-friendly technologies. Considering the agro-ecological characteristics of Hungary and the fact that the effects of climate change are becoming more and more intensive and extreme weather phenomena more and more frequent, soil cultivation should aim not only at ensuring the right soil conditions for the desired plant but also at minimizing loss of soil moisture. Any interference with soil conditions will increase the area for evaporation. The general rule is that cultivation should only cause necessary disturbance of the soil. Evaporation loss can be minimised by combining different cultivation steps and by skipping the less efficient ones. When energy tree plantations are established, special care has to be taken since the cultivation work typically is designed to prepare the soil for a 10-25 year production cycle rather than only one vegetation period. Before the establishment of woody energy crops the challenge may be that the ground that should be made suitable for plantation was earlier economically unusable for the production of traditional arable land crops (due to water inundation, presence of arid sand soils, etc.) or was not regularly cultivated (in the case of fallow fields, flood-plains, etc). Soil stores most of the organic carbon on Earth, which affects both the fertility and condition

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

> Biohulladék

37

M EG Ú J UL Ó ENER g IAFORRÁSOK

>

RENEWABLE

ENERGY

SOURCES

of the ground. However, if cultivation is not well-planned, the carbon content of the soil can be quickly used up. Carbon dioxide produced through the oxidation process is emitted to the atmosphere and contributes to climate change. At the same time, the vegetable mould content decreases, soils become more sensitive to degradation processes, immunity decreases and irreversible processes may be triggered which can lead to the soil becoming completely barren. Soil cultivation must fulfil environmental requirements that focus on maintaining the level of carbon content in the soil and the reduction or interruption of degradation processes. When energy tree plantations are established it is a general rule that protection of the soil must be as important as the needs of the plant. Soil cultivation work preparing the ground for woody energy crops should fulfil the following criteria: • a soil condition that makes machine-based or manual placement of the propagation matter into the soil easy; • a smooth soil surface with very few lumps; • a soil surface without weeds and, if possible, vegetable remains. It is only in exceptional cases that this rule does not apply (e.g. where shoots with well-grown roots remain or there is a loose soil structure); • cultivation techniques should reduce moisture and carbon loss. Soil cultivation systems Soil cultivation prior to the establishment of energy tree plantations requires a lot of attention. The following paragraphs provide an overview of a recommended soil preparation system to follow crops (with both early and late harvest) in different habitat conditions. The soil preparation of both fallow field and grass areas is also discussed. Soil preparation after preceding crop with early harvest If the area was under arable land cultivation in previous years, it is recommended to grow crops with an early harvest before woody energy crops follow. By the beginning of the summer autumn coleseed and pea may be harvested. By the middle of the summer autumn and spring eared crops, oil flax and fibre flax and oil radish (for seed) and mustard may be harvested. In these cases there is enough time for soil cultivation work in order to create the right soil conditions for the energy plantation (Diagram 1). Stubble stripping. With the cultivation of preceding crops with an early harvest this is one of the most important work processes to follow in order to create the right soil conditions. During the process the shredded stem and root parts are mixed back into the soil. Depth should not be more than 10 to 15 cm. Deeper burial is energetically inefficient.

38

Biohulladék

A középm élyl a zítá s a tel epítés el ôtti f on tos m û vel et / M ed iu m - d epth l oosen in g i s an important a c tion b ef or e esta b l ish in g

tenként olyan talajon kell telepítésre alkalmas kultúrállapotot kialakítani, ahol a megelôzô években a hagyományos szántóföldi növények termelése nem volt jövedelmezô (belvizes területek, aszályra érzékeny homoktalajok, stb.) vagy rendszeres mûvelés alatt nem állt (pl. parlagterületek, hullámtéri szántók, stb.). A talaj a szerves szén legnagyobb raktározója a Földön, amely a termékenységet és a kultúrállapotot egyaránt befolyásolja. Ugyanakkor a nem okszerû mûvelés rövid idô alatt képes felélni a talaj szénkészletét. Az oxidáció során képzôdô szén-dioxid a légkörbe távozva fokozza az üvegházhatást, egyidejûleg pedig csökken a humusztartalom, a talaj érzékenyebbé válik a degradációs folyamatokkal szemben, lecsökken az ellenálló képessége, végsô soron teljes terméketlenséget kiváltó visszafordíthatatlan folyamatokat indít el. A talajmûvelésnek tehát környezetvédelmi elvárásoknak is meg kell felelnie, ami elsôsorban a szénkészlet talajban tartását, a pusztulási folyamatok minimálisra csökkentését vagy megállítását jelentik. Energetikai faültetvények létesítése során szem elôtt kell tartani azt az alapelvet, hogy a talaj védelme nem szorulhat háttérbe a növény igénye mögött, hanem azzal egyenértékû. A fás szárú energianövények termesztését megalapozó talajmûvelésnek az alábbi elvárásoknak kell megfelelnie:

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

• a szaporítóanyag géppel vagy kézzel történô akadálytalan bejuttatását elôsegítô talajállapot, • egyenletes, legfeljebb kissé rögös talajfelszín kialakítása, • gyommentes, lehetôleg növényi ma­radványoktól mentes talajfelszín létrehozása. Ettôl a követelménytôl csak kivételes esetekben lehet eltérni pl. jól begyökeresedett dugványok ültetése, kellôen átlazult talaj esetén. • nedvesség- és szénveszteséget csök­ kentô mûvelési beavatkozások alkalmazása. Talajmûvelési rendszerek Az energetikai faültetvények létesítése elôtti talajmûvelés nagy odafigyelést igényel. Az alábbiakban áttekintjük különbözô termôhelyi feltételek között a korán és késôn lekerülô elôvetemény utáni talaj-elôkészítés rendszerét, illetve külön értékeljük a parlagterületek, valamint a gyepterületek talaj-elôkészítését. Talaj-elôkészítés korán lekerülô elôvetemény után Ha a terület szántóföldi mûvelésben volt a megelôzô években, célszerû fás szárú energianövények telepítése elôtt korán lekerülô elôveteményeket termeszteni. Nyár elejéig betakarítják az ôszi káposztarepcét, a borsót, nyár közepéig lekerülnek az ôszi és a tavaszi kalászos

M EG Ú J UL Ó ENER g IAFORRÁSOK

növények, az olaj- és rostlen, valamint a magnak termesztett olajretek és mustár. Ebben az esetben elegendô idô áll rendelkezésre a talajmunkák elvégzésére, az energiaültetvény telepítéséhez szükséges kedvezô talajállapot létrehozásához (1. ábra).

1 . á b ra. Ta lajmû v e lé si rendszer korán l e k e r ü lô elôv e t e mén yek után

Tarlóhántás A korai betakarítású elô­ vetemények mûvelési rendszerében a talaj kultúrállapotának kialakítását szolgáló legfontosabb talajmunkák közé tartozik, amely során az aprított szár- és gyökérmaradványokat dolgozzuk a talajba. Mélysége nem haladhatja meg a

10-15 cm-t, mert az felesleges energiapazarlásnak minôsülne. A tarlóhántás céljai a talaj védelmével, kedvezô kultúrállapotának ki­ala­ kí­tásával, illetve megtartásával össze­ füg­gésben határozhatók meg: a talaj nedvesség veszteségének csökken­tése, a gyomok elleni mechanikai védekezés, gyomszabályozás, a talaj hôforgalmának szabályozása, a talaj fizikai-biológiai beéredésének elôsegítése, valamint a tarlómaradványok sekély talajba keverése. • A tarlóhántás elvégzésére a talaj kötöttségétôl függôen bármely sekélyen lazító és porhanyító eszköz (tárcsa, ásóborona, kultivátor, talajmaró) alkalmas. Az elmunkálást lehetôleg egy menetben végezzük a hántással, a kisebb taposás és a költségkímélés miatt. Erre a célra gyûrûs-, pálcás hengert, fogast, stb. szerelnek a hántó eszközhöz. • A tarlóhántás fentiekben leírt kedvezô hatásai csak abban az esetben jutnak kifejezésre, ha néhány fontos szabályt betartunk.

RENEWABLE

ENERGY

SOURCES

Stubble stripping aims at creating and maintaining the right soil conditions: reducing the moisture loss of the soil, mechanical protection against weeds, weed regulation, soil regulation of temperature changes, supporting the physicalbiological soil ripening process and mixing the stubble remains into the top layer of the soil. Depending on how solid the soil is, any tool (disc, harrow, cultivator, soil cutter) that loosens and disperses the top layer is suitable for stubble stripping. The smoothing stage should be done at the same time as stripping to be more costefficient and to avoid further treading down and compacting of the soil. For this purpose the stripping tool is equipped with a smoothing device (ring or bar cylinder, cogs, etc.). To reap the beneficial effects of stubble stripping some important rules must be followed: • Stubble stripping should be carried out immediately after harvest. Stripping at the socalled ‘soil shadow ripeness’ (when the top soil layer is still wet) ensures good results. • In dry weather conditions late or bad quality stripping (too deep, too lumpy) or skipping the stripping stage will significantly decrease cost efficiency and the effectiveness of soil-protecting autumnal preparation cultivation work. • In sloping areas it is better not to smooth over

K i v á l ó elôv e t e mén y a repce energetikai ültetvények létes ítés e el ôtt / R a pe is a n exc el l en t pr ec ed in g c r op b ef or e en er g y p l a n tation s a r e e s ta b l ished

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

> 39

M EG Ú J UL Ó ENER g IAFORRÁSOK

>

RENEWABLE

ENERGY

SOURCES

the soil. A rough, uneven surface is more suitable for decreasing erosion and deflation damages. • Very wet soils must not be stripped as this further damages the soil structure. Loose sandy soil is an exception to this rule. • It is important to deepen gradually. Soil cultivation work done in series at the same depth decreases the quality of soil cultivation and increases the thickness of the cultivation trough edges. This is especially true in the case of discs, which are the most frequently used tools for stubble stripping. Soil loosening. During soil loosening the soil of the more solid, thickened and deposited layers is broken up into lumps of different sizes in all directions. Loosening is the opposite of compression: the bulk density of the soil decreases while the space between the particles and air volume increases. Water absorption and the storage capacity of the soil improve and water runoff and loss on sloping areas decreases. Soil loosening is absolutely necessary to maintain and improve soil conditions. Depending upon which layer of the compressed and solid soil needs to be broken up, soil loosening is of three types: 1. When the soil needs top layer loosening at stubble stripping, during seed-bed preparation and after sprouting and during plant care. Suitable tools for top layer loosening are cultivators, discs, spades and spike-toothed harrows and combined tools. 2 Medium-depth loosening aims at improving the physical condition of the soil at depths of 0-45 cm. This may have an effect on 2-3 vegetation periods so it is considered a primary tillage technique. Tools used are medium-depth looseners. 3 Deep loosening aims at improving the physical condition of the layer that is under the regularly cultivated soil. Its function is preparatory and primarily it is carried out with an ameliorative deep cultivation deep loosening tool. It is very important how deep the loosening process is and how this can be determined. The right decision increases work efficiency and helps the farmer to avoid a considerable waste of energy. The depth of loosening depends on where the compressed layer is. It is also essential to ensure good contact between surface soil and subsoil. This is why it is indispensable to determine the position of the solid closing layer using one of the techniques described in earlier chapters before the depth of loosening is decided on. It is highly recommended to go 5-10 cm below the level of the explored solid layer. The distance between loosening knives must be determined to ensure that (due to the ripping effect of the knives) the loosening takes place in the right depth between the two knives. The right timing of loosening has a direct influence on the success of the operation. While ploughing and harrowing are best when the soil is wet, loosening requires a dry soil. The ripping

40

Biohulladék

Ôsszel m egszá n tott ta l a j tel epítés el Ô tt / Fa l l til l ed soil b ef or e esta b l ish in g

• A tarlóhántást lehetôleg a betakarítást követôen azonnal végezzünk el. A talaj ún. beárnyékolási érettsége (a felsô talajréteg nyirkos állapotban van) lehetôvé teszi, hogy jó minôségû talajmunkát kapjunk. • Száraz évjáratokban a hántás mellô­ zé­­se, késôi vagy rossz minôségû el­ vég­zése (túl mély, túl rögös) rontja az ôszi alapozó mûvelés költség­ hatékony és talajkímélô végrehajtását. • Lejtôs területeken jobb, ha a talajt nem zárjuk le, a durva, érdes felszín alkalmasabb az eróziós és deflációs károk mérséklésére. • Túlzottan nedves talajt ne hántsunk, mert ez további talajszerkezet romlást vetít elôre. Kivételt jelent a laza homoktalaj. • Fontos a fokozatos mélyítés elvének be­tartása. Az egymás után azo­ nos mélységû talajmunka rontja a mûvelés minôségét, növeli a mû­ velôtalp vastagságát. Különösen érvényes ez a tárcsára, amely a tarlóhántás legelterjedtebb eszköze. A talajlazítás A talajlazítás során az összeállt, ülepedett vagy tömörödött rétegek talaja minden irányban kisebb-nagyobb rögök képzôdésével szétválik. A lazítás a tömörítéssel ellentétes folyamat: csökken a talaj térfogattömege, nô a hézagtér, és benne a légtérfogat %-a. Javul

5 . é v f o ly a m 2 – 3 . s z á m

„A lazítás mélységét a tömör réteg elhelyezkedése határozza meg. Mindig ügyelni kell arra, hogy a mûvelet után a fel- és altalaj között kedvezô kapcsolat alakuljon ki.”

M EG Ú J UL Ó ENER g IAFORRÁSOK

a talaj vízbefogadó és víztároló képessége, csökken az összefolyás, és lejtôs területen a vízelfolyás. A lazítás nélkülözhetetlen a talaj kultúrállapota megôrzésében és javításában. Attól függôen, hogy a talaj mely rétegében szükséges a tömör talajállapot megszüntetése a talajlazításnak három típusa különíthetô el. 1. Sekélyen lazítandó a talaj tarlóhántáskor, magágykészítéskor és kelés után, növényápoláskor. Sekély lazításra a kultivátorok, a tárcsák, az ásó- és fogasboronák, a kombinátorok alkalmasak. 2. Középmélylazítással a talaj 0-45 cm rétegének fizikai állapota javítható. Hatása jobb esetben 2-3 tenyészidôn át érvényesül, ezért alapmûvelési módszer. Eszközei a középmélylazítók. 3. Mélylazítással a rendszeresen mû­ velt réteg alatt elhelyezkedô talaj fizi­kai állapota javítható. A funkciója sze­rint alapozó, elsôdlegesen pedig melioratív mélymûvelés mélylazítókkal végezhetô. A gyakorlat számára nagyon fontos kérdés, hogy milyen mélységben végezzük a lazítást, és ez hogyan határozható meg? A megfelelô döntés egyrészt a munkamûvelet hatékonyságát növeli, másrészt jelentôs energiapazarlástól menti meg a gazdálkodót. A lazítás mélységét a tömör réteg elhelyezkedése határozza meg. Mindig ügyelni kell arra, hogy a mûvelet után a fel- és altalaj között kedvezô kapcsolat alakuljon ki. Ezért elengedhetetlen a lazítás mélységének megválasztása elôtt a tömör záróréteg elhelyezkedésének feltárása az elôzô fejezetekben már ismertetett valamelyik módszer segítségével. A lazítás mélységének megválasztásakor feltétlenül érdemes 5-10 cm-rel a feltárt tömör réteg alá menni. A lazítókések egymástól való távolságát úgy kell megválasztani, hogy a repesztô hatás révén a két kés között is kellô mélységben megtörténjen a lazítóhatás. A lazítás idejének helyes megválasztása döntôen befolyásolja a mûvelet sikerességét. Míg a szántás, a tárcsázás nyirkos talajon végezhetô a legjobb minôségben, addig a lazítás kizárólag száraz talajállapot esetén lehet eredményes. A tömör réteget áttörô repesztô hatás már nyirkos talajon sem érvényesül, ezért a nyári hónapok a leginkább megfelelôek a talajlazítás tervezésére. Mivel ezekben az idôszakokban jelentôs lehet a talajnedvesség veszteség,

ezért a mûveletet követô (kapcsolt vagy külön menetes megoldással) felszínlezárás nélkülözhetetlen. A talajlazítás során felmerülô probléma lehet az erôteljes rögösödés, amely a tömörödés kísérô jelenségének tekinthetô. Minél tömörebb a talaj, és minél szárazabb a legfelsô rétege, annál nagyobb mértékû rögösödés várható. A rögösödést a talaj nagy agyagtartalma is fokozhatja, de a jelenség a kis humusztartalmú homoktalajokon is gyakori. A rögösítô hatás agronómiai fogásokkal mérsékelhetô: kalászosok betakarítása után, ha a lazítást rögtön a növény lekerülése után az ún. beárnyékolási érettség idôszakában végezzük el, még kisebb energiaigén�nyel és rögösítô hatással számolhatunk. Ugyancsak hatásos módszer, ha nyári betakarítású növények lekerülése után meghántott és lezárt felszínû tarlón végezzük a lazítást. Ez a módszer azonban csak abban az esetben lehet hatásos, ha a tarlóhántást idôben végezzük el. Energetikai faültetvények telepítése elôtt korábban belvízjárta, illetve idôszakos vízborítás kialakulására hajlamos talajokon a középmélylazítás elvégzése kihagyhatatlan eljárás az ôszi szántás elôtt. Homoktalajon a talaj pillanatnyi állapota, illetve a korábbi évek mûvelési rendszerei alapján kell dönteni. Összeállt, ülepedett réti talajon különösen fûz és nyár telepítése elôtt a talajlevegôzöttség javulását segíti elô a 40-45 cm mélyen elvégzett lazító talajmûvelés. Kötött talajokon abban az esetben is javasolt a középmély lazítás, ha tömör záróréteg nem akadályozza az ültetvény telepítését, azonban a fel- és altalaj közötti zavartalan kapcsolat javítása érhetô el. Ôszi mélyszántás Alapmûvelésen Magyarországon leggyakrabban ma még az ekével végzett forgatásos mûvelést értik, amelynek elônyei, hátrányai egyaránt ismertek. Végrehajtása többnyire szükséges, ha • a talaj felsô rétege lepusztult szer­ke­ zetû, • a tápanyagok az alsóbb rétegekbe mosódtak, • mésztartalmú réteget kívánunk felhozni a felsô elsavanyodott helyére, • a növényi maradványok, istálló- és zöldtrágyák aláforgatása a cél, • a gyomok irtását elôsegíti. Ezen elônyök mellett azonban feltétle-

RENEWABLE

ENERGY

SOURCES

effect of breaking through the compressed layer is lost even if the soil is only just moist. So the most suitable period for loosening is summer. In these months soil moisture loss may be considerable so it is essential to carry out surface closing (as a combined or separate solution) as a following step. During the loosening process clodding may occur. A compressed soil often results in this problem. The more compressed the soil and the drier the top layer, the higher level of clodding may be expected. Clodding may be increased by a high clay soil content but it is also a frequent phenomenon of low vegetable mould content sand soils. This problem can be decreased through agronomical techniques: if following the harvest of eared crops loosening is performed right after the plants are collected (during the so called shadow ripeness period) the work will be more energy efficient and the level of clodding will be lower. Another efficient remedy is carrying out loosening after the summer harvest on a stripped and closed surface stubble field. This technique is effective as long as stubble stripping takes place at the right time. Before the plantation of energy trees in areas prone to water inundation (due to a high water table for example) or which are temporarily covered with water, middle-deep loosening is absolutely essential before autumn ploughing. In the case of sand soils the decision must be based on the current condition of the soil and the cultivation systems of previous years. On compressed and deposited meadow soil - especially before the plantation of willow and poplar - the air content of the soil can be increased through a 40-45 cm deep loosening process. Middle-deep loosening is also recommended on compressed soils even if the solid closing surface does not hinder the establishment of the plantation as the connection between the surface soil and subsoil can be improved. Autumnal deep ploughing. In Hungary, rotational cultivation with a plough is still considered a primary tillage work process. Both its advantages and disadvantages are well-known. This work is usually necessary if: • the top layer of the soil has a poor structure; • nutrients have been washed into the deeper layers; • it is necessary to bring up a layer with lime content to replace or mix with the top acidic layer; • the aim is to mix vegetable remains, stable and green manure into the soil; • it serves for the elimination of weeds. In addition to these advantages, the disadvantages of ploughing must also be discussed as they are often not taken into consideration. • One of the reasons for poor soil structure is over-frequent mixing, and, during this process, mechanical damage caused by the smoothening process. It must be emphasised again and again

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

41

>

M EG Ú J UL Ó ENER g IAFORRÁSOK

>

that it is not deep and regular mixing that our cultivated plants need but beneficial physical, chemical and biological soil conditions. To create these conditions in certain cases the best tool is the plough: however, not every year and not for every plant. • The simplest method to add manures and shredded fallow field remains into the soil is certainly a mixing process; however, these materials can be efficiently spread without use of the plough. • Against weeds other techniques, used with the right care, can usually be more efficiently utilised (e.g. correct rotation of plants). • It must also be noted that the energy required by rotational mixing is 5-25 per cent higher than methods which reach the same depth without rotation. In the seventies one of the reasons that motivated farmers to sometimes replace regular ploughing with other techniques was a sudden increase in energy prices. • Ploughing may result in considerable loss of soil moisture. This is especially true if the surface is not smoothed after the work process (usually for reasons of cost cutting). In Hungary it is mainly during primary tillage work in summer following harvest of early preceding crops (pea, eared crops) that damage is caused due to intensive evaporation and occasional drought - if the soil surface is left open. • The depth of rotational mixing is limited in habitats with soil defects. Prior to woody energy plantations ploughing is usually indispensable and is part of the basic work process following loosening. With the cultivation system of traditional arable land plants – depending on the condition of the soil – 20-25 cm deep rotational mixing is the usual practice. In this case, however, before the plantation of rooted plants and simple cuttings it is recommended to plough to a depth of at least 30-35 cm. It is also important to keep the same depth of ploughing. If this does not occur both manual and machine plantation may be of poor quality with cuttings breaking in a soil which is not properly cultivated. Prior to woody energy plantations the use of techniques without prior rotation work is very rare. Suitable tools are cultivators, discs, soil cutters and looseners. These tools make the following work processes easier and, as a result of their mixing effects, the vegetable remains can enter the soil. The most critical element in the first year for energy plantations is effective weed regulation, so avoiding rotational mixing is only possible if the soil condition is good enough (e.g. low level of weeds). At the same time as the autumn ploughing – but in exceptional cases, separately - the soil must also be smoothed. More modern plough constructions make it possible to combine ploughing with surface smoothing, which may result in a better soil condition in early spring. The plantation bed should be prepared just before the cuttings are planted. Tools used for the cultivation of arable land plants are perfectly suitable for this purpose.

42

Biohulladék

RENEWABLE

ENERGY

SOURCES

nül szólni kell a hátrányokról is, amelyekrôl sajnos gyakran megfeledkeznek. • A talajszerkezet leromlásának egyik oka éppen a gyakori forgatás és különösen az elmunkáló mûveletek mechanikai károsítása. Nem lehet elégszer hangsúlyozni, hogy kultúrnövényeink nem a mély és rendszeres forgatást igényelik, hanem a kedvezô fizikai, kémiai és biológiai talajállapotot, amely kialakításának adott esetben legkedvezôbb eszköze lehet az eke, de nem minden évben és minden növény alá. • A trágyák és aprított tarlómaradványok talajba munkálásának legegyszerûbb módszere kétségkívül a talajba forgatás, de ezen anyagok eke nélkül is hatékonyan kijuttathatók. • A gyomok irtásában más módszerek kellô odafigyeléssel nagyobb eredményességgel alkalmazhatók (pl. a növényi sorrend). • Nem mellékes szempont az sem, hogy a forgatás energiaigénye a hasonló mélységû forgatás nélküli módszerekhez viszonyítva 5-25 %-kal nagyobb. A hetvenes években többek között az energiaárak rohamos növekedése késztette a földhasználókat a rendszeres szántás más eljárásokkal történô idônkénti kiváltására. • A talajnedvesség veszteség szántáskor tetemes lehet. Különösen érvényes ez abban az esetben, ha a mûvelés után elmarad a felszín elmunkálása többnyire költségtakarékossági szempontok miatt. Magyarországon elsôsorban a korai elôvetemények (borsó, kalászosok) után végzett nyári alapmûvelés során okozhat nagy károkat a felszín nyitva hagyása az intenzív párolgás, az aszályra hajló idôjárás miatt. • A forgathatóság mélysége a talajhibákat tartalmazó termôhelyeken korlátozott. Fás szárú energianövények telepítését megelôzôen a lazítás utáni alapmûvelés többnyire elhagyhatatlan módszere. A hagyományos szántóföldi növények termesztési rendszerében – a talaj állapotától függôen – bevett gyakorlat a 20-25 cm mélységû forgatásos mûvelés, addig ebben az esetben célszerû gyökeres növények és sima dugványok telepítése elôtt is legalább 30-35 cm mélységig végezni a

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

„Energetikai faültetvények telepítése elôtt korábban belvízjárta, illetve idôszakos vízborítás kialakulására hajlamos talajokon a középmélylazítás elvégzése kihagyhatatlan eljárás az ôszi szántás elôtt.”

M EG Ú J UL Ó ENER g IAFORRÁSOK

szántást. Ügyelni kell arra, hogy a mûvelés mélységtartása egyenletes legyen, ellenkezô esetben mind a kézi, mind a gépi telepítés minôsége kedvezôtlen lehet, a nem kellôen átmunkált talajba juttatott dugványok eltörhetnek. Fás szárú energianövények telepítése elôtt kivételes esetekben jöhetnek számításba a forgatás nélküli eljárások, amelyek eszközei a kultivátor, a tárcsa, a talajmaró, a lazító. Ezek az eszközök kíméletesebb beavatkozást tesznek lehetôvé, többnyire keverô hatásuknak köszönhetô a növényi maradványok talajba juttatása. Az energetikai ültetvények elsô évének egyik legkritikusabb eleme a hatékony gyomszabályozás, ezért forgatás nélküli módszerek csak abban az esetben jöhetnek számításba, ha a talaj kultúrállapota (pl. enyhe gyomfertôzöttség) lehetôvé teszi. Az ôszi szántással egy menetben – kivételes esetben külön menetben – a talajt el kell munkálni. Az újabb ekekonstrukciók már lehetôvé teszik ezt a mûveléssel egymenetes felszínegyengetést, amely javítja a koratavaszi kedvezô talajállapot kialakulásának az esélyét. Az ültetôágyat közvetlenül a dugványok ültetése elôtt készítsük elô. Erre a célra kiválóan alkalmasak a szántóföldi növények termesztésére használt eszközök, amelyekkel aprómorzsás, egyenletes felszínû, gyommentes talajt lehet készíteni kb. 20 cm mélyen. Talajelôkészítés késôn lekerülô elô­ ve­temények után Késôn lekerülô elôveteménynek minô­sül­ nek azok a növények, amelyek augusztus végén, illetve a szeptember és október hónap folyamán kerülnek le a területrôl. Ide soroljuk a napraforgót, a kukoricát, a késôn feltört lucernát. Energetikai faültetvény létesítésére kivételes esetben jöhetnek számításba, feltétel a talaj kedvezô fizikai és biológiai állapota (talajlazításra már nincs lehetôség), a növényi maradványok hatékony kezelése, az ôszi talajmunkák szervezett és szakszerû elvégzésének lehetôsége (2. ábra). A szárzúzást követô alapmûvelés ebben az esetben a legalább 30-35 cm mélységû forgatásos mûvelés, amelynek módszere, elmunkálása megegyezik a korán lekerülô elôvetemények esetében leírtakkal.

RENEWABLE

ENERGY

SOURCES

Through their use it is possible to create a finegrained, smooth-surfaced weed-free soil of about 20 cm depth.

2. ábra. Talajmûvelési rendszer késôn lekerülô elôvetemények után

Talajelôkészítés nem mûvelt területeken Magyarországon több százezer hektárra tehetô azoknak a területeknek a nagysága, amelyeken évek óta nem folyik szántóföldi talajhasználat, ugyanakkor energetikai ültetvények létesítésére és gazdaságos hasznosítására alkalmasak lehetnek. Ide tartoznak az alábbi szántó vagy gyep mûvelési ágba tartozó területek: • gyenge termôhelyi adottságú parlagterületek, • szántó vagy gyep mûvelési ágba tartozó rét és legelô, • elhanyagolt cserjés, csalitos területek. Ezek a termôhelyek megfelelô fel­mé­rés és elôkészítés után alkalmassá tehetôk fás szárú energianövények te­le­pí­tésére. Amennyiben a ter­mô­helyfeltárás alapján teljesíthetô valamely növény igénye, az elsô munkafázis a terület mûvelésre történô elôkészítése. Ez jelentheti a növényi részek (pl. nagy tömegû száraz növényi rész, cserje, gyom) zúzását, eltávolítását. Szükséges lehet a mûvelést megelôzôen totális hatású gyomirtószer kijuttatására is, ugyanis ilyen termôhelyeken számolni kell a gyomnövények késôbbi fokozott megjelenésével. A talaj mûvelése során nem mellôzhetô ebben az esetben a középmélylazítás és az azt követô ôszi mélyszántás és elmunkálás. A talaj állapotától függôen a talajmunkákat követô évet a termôhely gyommentesítésére, illetve a kedvezô kultúrállapot kialakítására kell fordítani, majd ezt követôen kerülhet sor az ültetôágy kialakítására és az ültetésre. ■

Soil preparation after late harvest crops Preceding crops with late harvest times are those plants that are collected at the end of August or in September or October. Plants belonging to this category are sunflower, corn, and late crushed lucerne. It is very rare that they can be used prior to energy tree plantations. The soil must be in the necessary physical and biological condition (there is no longer an opportunity to loosen soil further), vegetable matter remaining in the ground following harvest must be handled professionally and there must be an opportunity to do autumn soil cultivation work in an organized and professional way (Diagram 2). The primary tillage process following stem shredding is rotational cultivation of at least 30-35 cm depth. This process (and the smoothing process) is the same as in the case of preceding crops with early harvest – as described above. Soil preparation in areas not previously cultivated In Hungary there are hundreds of thousands of hectares which have not been cultivated for years but are suitable for the establishment of energy plantations and could be used economically. The following arable land and grass land areas belong to this category: • fallow fields in poor condition • pasture and meadow belonging to the arable and grass land cultivation categories • neglected scrubby and bushy areas These habitats can be examined and prepared to make them suitable for woody energy plantations. If examinations show that the area is able to provide certain plants with the necessary conditions, the first step is to prepare the area for cultivation. This may mean the shredding and removal of vegetable parts (e.g. large amounts of dry vegetable parts, shrubs and weeds). It may also be necessary to use a full spectrum herbicide prior to cultivation, as in such areas weeds are likely to appear in larger numbers than usual. In this case medium depth loosening followed by autumnal deep ploughing and smoothing must be part of the soil cultivation process. Depending on the condition of the soil, the year following the soil cultivation work must be spent making the habitat weed-free and creating the right soil conditions. When all this has been done the plantation bed can prepared and plantation can take place.

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

43

K+F

R&D

> D  r . D é r S á nd o r , pr of ik omp k f t.

Takaróanyaggal zárttá tett komposztálási technológia emelôtetô szerkezetének (PLS) fejlesztése A Profikomp Kft. életében mindig fontos szerepet töltött be a folyamatos fejlesztés, az innováció. A cég az elmúlt években számos K+F projektet valósított meg sikeresen, legyen szó a komposztálási technológia mûszaki fejlesztésérôl, a mechanikaibiológiai hulladékkezelés komplex rendszerének kialakításáról, vagy a biomassza termesztés, mint megújuló erôforrás beillesztésérôl a hulladékgazdálkodás körfolyamatába. A szakmában elismert kutatóintézeteket és egyetemeket, valamint más innovatív vállalkozásokat konzorciumvezetôként összefogva olyan projekteket valósítottunk meg, amelyek gyakorlati alkalmazása nagy segítség a hazai hulladékgazdálkodási rendszerek kialakítása és mûködtetése során.

44

Biohulladék

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Legutóbbi innovatív fejlesztésével a Profikomp Kft. a Gore™ Cover komposztálási technológia továbbfejlesztését, és maximálisan zárttá tételét célozta meg. Nyertes pályázatunk a GOP-1.3.108/2-2009-0044 azonosító számon az Új Magyarország Fejlesztési Terv keretén belül az Európai Unió támogatásával, az Európai Regionális Fejlesztési Alap társfinanszírozásával valósul meg. A projekt elôzményei A Profikomp Kft. az elmúlt években saját fejlesztésként Profikomp Lifting System (PLS) néven megtervezett egy olyan emelôtetôs komposztálási technológiát, amely az alkalmazott takaróanyag mozgatását teljes mértékben automatizálta, elôsegítve a rendszer zártabbá tételét. A rendszer prototípusát saját kísérleti telepén félüzemi körülmények között tesztelte, majd Pécsett, egy 45 000 t/év szennyvíziszap kapacitású komposztálótelepen 10 komposztáló silónál került megépítésre és beüzemelésre. Az üzemeltetés során több olyan további fejlesztési igény mutatkozott meg, amelyek könnyebbé tehetik a rendszer üzemeltetését, illetve csökkentik a takaróanyag igénybevételét, és biztosítják a rendszer teljesen zárttá tételét. A Profikomp Kft. 2008 decemberében pályázatot nyújtott be a Gazdaságfejlesztési Operatív Programon belül a vállalati innováció támogatása c. felhívásra. A „Takaróanyaggal zárttá tett komposztálási technológia emelôtetô szerkezetének (PLS) fejlesztése” c. nyer-

K+F

tes pályázat 2009 márciusától indult és elôreláthatólag 2010. december 31-én fejezôdik be.

„Az új rendszerû PLS

A projekt során létrejövô technológia és ismertetése Jelen fejlesztés alapját a Profikomp Kft. által fejlesztett PLS takaróanyag emelô szerkezet adja. A komposztálás során alkalmazott Gore™ Cover takaróanyag biztosítja, hogy az érési fázisban a kép­ zôdô bûzös gázok ne kerüljenek a le­ vegôbe. A takaróanyag gyors mozgatására (szakaszos ki- és betárolás esetén) azonban eddig nem volt olyan megfelelô mûszaki megoldás, amely egyszerûen, néhány perc alatt eltávolítja a takaróanyagot vagy visszahelyezi a komposztálódó hulladékokra úgy, hogy a nyitott állapot se járjon jelentôs szagemisszióval. Az új rendszerû PLS technológia ezt a feladatot látja el, biztosítja a komposztálási ciklus során a komposztálási technológia zártságát, illetve a Gore™ Cover takaróanyag könnyû, üzemi viszonyokat figyelembe véve is gyors mozgatását. A projekt eredményeképpen létrejött egy olyan 100%-osan zárt komposztálási rendszer, amelyben a legintenzívebb gázkibocsátással járó komposztáló terülten sincsen szükség a keletkezô gázok külön elvezetésére és tisztítására. Az új rendszer az eddig kritikusnak számító

adatot látja el, biztosít-

technológia ezt a felja a komposztálási ciklus során a komposztálási technológia zártságát, illetve a Gore™ Cover takaróanyag könnyû, üzemi viszonyokat figyelembe véve is gyors mozgatását.”

R&D

Dr. Sándor Dér, Profikomp Ltd.

Developing the lifting system (PLS) of closed (using cover material) composting technology Continuous development and innovation have always played an important role in the life of Profikomp Ltd. The company has implemented numerous R+D projects, from composting technology development through developing a complex system of mechanicalbiological waste treatment to utilising biomass production as a renewable energy source in the waste management cycle. As a consortium leader coordinating the work of recognized research institutes and universities as well as other innovative enterprises, it has completed projects the practical implementation of which will be of great assistance to the development and operation of national waste management systems in Hungary. With its latest innovative development, Profikomp Ltd. had the objective of developing Gore™ Cover composting technology to make it completely closed. The project is implemented within the framework of the New Hungary Development Plan (project number GOP1.3.1-08/2-2009-0044) with European Union funding and co-financing from the European Regional Development Fund. Antecedents of the project Last year, through its own development processes, Profikomp Ltd. using the name of Profikomp Lifting System (PLS) designed a lifting system composting process that makes the automated lifting of the compost cover material possible and thus helps make the system closed. The prototype of the lifting system was tested in pilot plant conditions in the company’s own experimental plant, and was then constructed and put into operation in Pécs at a 45,000 t/year sewage sludge capacity composting plant in 10 compost silos. During operations, several additional development needs were identified which should make the operation of the system easier in the long run, reduce stress in the cover material and also ensure that the system is completely closed. Profikomp Ltd. handed in a proposal for funding in December 2008 to the corporate innovation call in the framework of the Economic Development Operative Program. Following the success of the proposal entitled “Developing the lifting system (PLS) of closed (through using cover material) composting technology”, the project commenced in March 2009 and is designed to conclude on 31 December 2010.

>

A PLS eme lôsz e r k ez e t é nek összeszerelése / Assembly of t h e PLS l if tin g str u c tu r e

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

45

K+F

>

R&D

Introducing the technology to be developed during the project The basis for the development is the PLS cover material lifting system designed by Profikomp Ltd. It is based on the Gore™ Cover and ensures that the odiferous gases generated during the maturation phase do not enter the atmosphere. Until now there has been no adequate technological solution that could ensure rapid transfer of the cover material (during intermittent transfer from the raw to composted material or vice-versa) in a short time (i.e. a few minutes) in such a way that the resulting odour emission is not significant. The new PLS technology meets this need and ensures that the composting component stays closed during the composting cycle. It facilitates easy moving of the Gore™ Cover material in plant conditions. As a result of the project, a 100 % closed composting system was created that ensures (even in composting plants where gas emissions are the most intensive) that there is no need to scrub gases emitted. The new technology ensures that the system stays closed even during the critical period of material handling. The PLS lifting system is built from a hot-dip galvanized steel structure that resists corrosion. Thanks to the new development, compost silos covered by a PLS system can be built that are connected to a closed pre-treatment hall. As a result odour emissions are eliminated. At the entrance to the compost silo a special gate system is built and this ensures that the area between the closed central building and the uncovered silo is airtight. This construction does not use the traditional industrial gate available on the market, but utilises the same GORE™ Cover material used for composting in a way that the lifting or lowering of the compost cover material automatically opens or closes the space between the hall and the silo. The unified hall and cover material require that the PLS system be finished with a special cover-moving mechanism. The building of this component also makes necessary significant development of the previous control mechanism system. Furthermore, the fixing of the standing part of the structure which lifts the cover material is also being developed as well as its structural outline. New lifting parts are being developed which will make flexible cover fixing possible. The main features of the developed system are the following: • the system is closed from all sides and can be amalgamated with any closed buildings; • the opening and closing of the silo space is carried out with the help of the locking system built together with the cover material which makes concurrent and automatic operation possible; • through the development of the moving and fixing system the vulnerability of the cover is reduced, and it is possible to carry out the

46

Biohulladék

anyagmozgatás ideje alatt is biztosítja a teljes zártságot. A PLS emelôszerkezet váza egy korróziónak ellenálló, tüzihorganyzott acélszerkezet. Az új fejlesztés révén a PLS rendszerrel takart komposztáló silók közvetlenül egybeépítésre kerülhetnek egy zárt elôkezelô csarnokkal, így a rendszernél jelentkezô minimális szagkibocsátás is kizárásra kerül. A komposztáló silók bejáratánál kialakításra kerül egy kapurendszer, amely biztosítja a felhúzott takaróanyag és a zárt központi épület között a légmentes kapcsolatot. A konstrukció megvalósítása nem a hagyományos, a piacon kapható ipari kapuval történik, hanem a komposztálás során is alkalmazott Gore™ Cover takaróanyaggal úgy, hogy a komposzttakaró felemelése automatikusan nyissa, leengedése pedig zárja a csarnok és a silók közötti kapcsolatot. A csarnok takaróanyaggal való egybeépítése a PLS rendszer speciális ponyvamozgató mechanizmussal történô kiegészítését teszi szükségessé. Az új komponens beépítése miatt a korábbi irányítástechnikai rendszer is nagymértékben fejlesztésre kerül. Továbbfejlesztésre kerül emellett a takaróanyag mozgatását szolgáló szerkezet álló részének rögzítése, illetve a szabásmintája. Új emelô tagok kerülnek kifejlesztésre, amelyek rugalmasabb ponyvarögzítést tesznek lehetôvé. A továbbfejlesztett rendszer fôbb jellemzôi:

• a rendszer minden oldalról zárt, és könnyen egybeépíthetô bármilyen zárt épülettel; • a silótér nyitása és zárása a takaróanyaggal egybeépített zárószerkezettel történik, amely egyidejû és automatikus mûködtetést tesz lehetôvé; • a takaróanyag mozgató és rögzítô szerkezet fejlesztésével csökken a ponyva sérülékenysége, a szükséges javítások és karbantartások gyors elvégzése válik lehetôvé; • az új irányítástechnika össze tudja a hangolni az emelôtagok és a „kapuszerkezet” mozgását. A projekt megvalósítása A fejlesztés 2009 márciusában kez­ dôdött. Elsô lépésben elkészültek a PLS emelôtetô szerkezeti elemeinek, a kapuszerkezetnek, valamint a Gore™ Cover takarólaminát és a kapu közötti csatlakozórészek tervei. Az elkészült terveket a projekt team tagjai átvizsgálták, és a szükséges módosításokat elvégezték. Az elfogadott tervek alapján megépítésre került a kapurendszer, a takarólaminát, és a csatlakozó rész méretarányos modellje. A tesztelés során a legtöbb módosítást a felemelhetô tetejû komposzttakaró laminát és a leereszthetô kapu közötti csatlakozó rész igényelte. A felemelt takarólaminát alatt ahhoz, hogy a nagyteljesítményû rakodógépek biztonsággal mozoghassanak, legalább 5  m

A PLS emelôszerkezet gyártómûvi tesztje / Manufacturer test of the PLS lifting structure

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

K+F

R&D

necessary mending and maintenance tasks in a short time; • the new control mechanism can align the movement of the lifting parts and the gate system.

PLS k ap u sze r k ez e t / Gate system of the PLS

belmagasság szükséges, ugyanakkor leeresztéskor a sátor és a kapu találkozásánál nagy mennyiségû takaróanyagot kell szûk helyen leereszteni, a lehetô legkevesebb emelô szerkezet segítségével. Ennek a feladatnak a megoldása egy sajátos szabásmintát eredményezett. A modellkísérletek eredményei alapján módosítottuk a terveket, és megépítettük a mintaegység fémszerkezeti elemeit. Elkészült a takaróanyag végleges szabásmintája, illetve a szükséges csatlakozó részek. Összeépítésre kerültek a fémszerkezeteket és a csatlakozó részek, majd elvégeztük a gyártómûvi teszteket és az eredmények értékelését. A tesztek eredményeként módosított szerkezeti elemek, illetve a már meglévô komposztsiló összeépítésére szolgáló elemek legyártásra kerültek, és a teljes fémszerkezetet korrózió védelemmel láttuk el. A PLS rendszer és a csatlakoztatni kívánt épület kapcsolódási pontjait beépítettük. Beépítésre került a mozgatható kapuszerkezet, felszereltük a PLS emelôrendszert. Beépítettük a mozgató motorok szabályzó- és elektromos ellátó rendszerét illetve az azt vezérlô irányítástechnikai rendszert, végül a Gore™ Cover csatlakozó elemet, amely a nyitott állapotban levô komposztáló rendszer légmentes csatlakozását biztosítja. A rendszer tesztelését 2010. július 1-jén kezdtük meg. Elôször az egyes szerkezeti elemeket külön-külön, majd a teljes rendszert együttesen teszteljük.

Az eddigi tapasztalatok alapján jelen fejlesztéssel egy olyan komposztálási technológia valósul meg, amely valóban teljes mértékben zárt a kritikus munkafázisok ideje alatt is, mégis rugalmasan kezelhetô, alacsony üzemeltetési költségekkel, kiváló komposzt végterméket eredményezve. ■

Project implementation Development started in March 2009. As a first step, the plans for the structural parts of the PLS lifting system, the gate system, and the connecting parts between the Gore™ Cover laminate and the gate were prepared. These plans were checked by members of the project team and all necessary modifications were made. Based on the accepted plans, scale models of the gate system, the cover laminate and the connecting parts were built. During testing most modifications were found to be needed in the construction of the compost cover laminate with the lifting cover and the connecting piece with the drop door. In order to allow the safe movement of heavy-duty loaders, at least 5 m headroom is needed. At the same time, during the drop, where the cover and gate are connected a large amount of cover material needs to be lowered in a constrained space using the least possible amount of lifting structure. Solving this task resulted in the design of a unique cut pattern. Plans were modified on the basis of the model tests and the steel structure of the pilot unit was built. The final cut patterns of the cover material as well as the necessary connecting parts were also produced. The steel structures and all connecting parts were then built, and finally, manufacturing tests were conducted and the results evaluated. Then, the finalized (modified on the basis of test results) structural elements and the connecting parts needed for joining the pre-existing compost silo to the new unit were manufactured. The entire steel structure was coated to make it resistant to corrosion. The connecting points of the PLS system to the adjoining buildings were built. The moveable gate system was constructed and the PLS lifting system installed. The control and electricity supply systems for the lifting engines were installed as well as the control system. Finally the Gore™ Cover connecting element that ensures the airtight joining of the open composting system was put in place. Testing of the system commenced on 1 July 2010. Firstly, the different structural elements were tested individually, and then the system as a whole. Based on experiences so far, as a result of the new innovation, composting can be carried on in a completely closed manner even during critical work phases. At the same time, the system can be operated flexibly and at low cost, producing excellent quality compost as a result.

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

47

nemzetközi

International

A biohulladék hasznosítás emissziós kérdései 2009-ben készült el a Német Szövetségi Környezetvédelmi Hivatal megbízásából készült átfogó jelentés, amely a bio- és zöldhulladékok komposztálással történô hasznosításából származó emissziós terhelést hivatott meghatározni. Németországban évente mintegy 8,6 millió tonna szelektíven gyûjtött biológiailag bontható települési szilárd hulladékból, vagyis háztartásokból és az iparból származó bio- és zöldhulladékból állítanak elô komposztot és erjesztési maradékokat. Ennek a hulladékmennyiségnek a hasznosítása 960 komposztáló- és 80 biogáz telepen történik. A német VDI iránylevek (VDI 3475, 1. és 2. lap) alapján a komposztáló telepek két mûszaki standard valamelyikébe sorolhatók. Az egyik csoportba tartoznak a nyitott, vagy nyitott/fedett rendszerû telepek, viszonylag alacsony feldolgozó kapacitással. A másik csoportba a mûszakilag komolyabb felszereltséggel bíró zárt, vagy részben zárt, a kibocsátott gázokat gyûjtô, többnyire nagyobb kapacitású telepek sorolhatók. Mindkét típus megfelel a korszerû technológia követelményeinek. A projekt során vizsgált komposztálási technológiákat és kezelési eljárásokat az alábbiak szerint lettek csoportosították: • Zárt és részben zárt komposztálási technológiák • Komposztálás szemipermeábilis membrántakaróval • Nyitott komposztálási technológiák • Szárazfermentációs és utóérlelô komposztáló telepek A biológiai hulladékkezelésbôl származó emissziók mennyiségi becsléséhez – amely többek között a Klímavédelmi Keretmegállapodás és a

48

Biohulladék

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

nemzetközi

Kiotói Egyezmény emissziós tájékoztatási kötelezettsége miatt is szükséges – eddig nem állt rendelkezésre túl sok megbízható adat. Különösen a különbözô eljárási koncepciók, illetve kezelési eljárások és a kibocsátott gázok tisztítási technológiáinak összehasonlítása terén voltak hiányosak az ismeretek. A projekt keretén belül megmérték a különbözô klímareleváns káros anyagok emissziós koncentrációit, meghatározták az emissziós áramlatokat, és kiszámították a különbözô emissziós faktorokat. A vizsgált káros anyagok az alábbiak voltak: • metán (CH4) • kéjgáz (N2O) • ammónia (NH3) • Nem-metán illékony szerves vegyületek (NMVOC) Az emissziós méréseket a korszerû technológiának megfelelô, reprezentatív telepekrôl vették (a VDI 3475, 1. és 2. lap szerint) különbözô idôpontokban. A mérésben részt vevô telepek mérési eredményeit anonim regisztrálták, majd összevetették német, osztrák, svájci és holland irodalmi adatokkal. A vizsgált anyagok emissziós faktorait egyrészt a bio- és zöldhulladék hasznosítás során alkalmazott komposztálási technológia és kezelési eljárás, másrészt pedig a keletkezett termékek tárolása és kihordása vetületében vizsgálták. A bio- és zöldhulladékok kezelési eljárásának emissziós faktorai A vizsgálati eredmények azt mutatják, hogy az üvegházhatású gázok (metán, kéjgáz, ammónia, és NMVOC) képzôdése a bio- és zöldhulladékok kezelése során túlnyomórészt a kiindulási anyag (anyagkeverék) C/N arányától, valamint a kezelési folyamat üzemeltetési feltételeitôl függ, és csak kevésbé a komposztáló telep mûszaki feltételeitôl és eljárástechnikai felszereltségétôl.

International

Determination the situation with emissions from recycling of biowaste The separate collected biowaste in Germany, there are biowaste, yard waste from households and biodegradable commercial waste which are recycled to compost and digestate products, average about 8.6 Mio. Mg input per year. These wastes were recycled in approx. 960 composting plants and 80 anaerobic digestion plants. Composting plants can be described in two technical standards according to VDI 3475 Sheet 1 and 2. On the one hand there are open windrow systems with lower capacity. On the other hand there are well engineered plants in closed systems with exhaust gas treatment (in vessel composting), particularly for a high capacity of biowaste. Both standards represent state-of-the-art technology. The varied composting systems for the measuring program in this project arrange: • In vessel and combination of in vessel and open composting plants • Composting under membrane cover • Open windrow composting plants • Composting plants with dry anaerobic digestion and aerobic post-treatment For the quantitative estimation of emissions from biological waste treatment which is demanded by the emission reports according to the climate protection

>

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

49

nemzetközi

>

International

conventions the existing data is not respectable and insufficient. The project development contains the measuring of the greenhouse gases methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) as soon as ammonia (NH3) and non-methane volatile organic compounds (NMVOC) in exhaust air of different large operating plants. The derivation of emission factors is evaluated by measuring data in comparison with literature data from Germany, Austria, Switzerland and Netherlands. The emission factors for the analysed parameters have been calculated for the entire treatment process of biowaste, yard waste from households and biodegradable commercial waste in depending on receiving and preprocessing areas, main composting and fermentation areas, curing area, refining and product storage areas as well as application of compost and digestate products. The results of the research show, that the formation of greenhouse gases methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) as well as ammonia and NMVOC from composting of biowaste, yard and biodegradable commercial waste in first range depends on the carbon / nitrogen content of the basic material and the process conditions. Well operating plants benefit more from experience in good practice than from only technical equipment. The determined emission factors for the treatment of biowaste, yard waste and biodegradable commercial waste in relation to the different composting systems are: Measured values (g/t)

Average value (g/t)

CH4

300-1500

710

N2O

49-120

68

NH3

15-110

63

Parameter

Table 1: Emission of in vessel and combination of in vessel and open composting plants Measured values (g/t)

Average value (g/t)

CH4

470-2000

1000

N2O

49-210

110

NH3

230-920

470

Parameter

A projekt során kiértékelt emissziós adatok a kezelési technológia alapján a következôk voltak: Zárt és részben zárt komposztáló telepek Paraméter Mért értékek (g/t) 300-1.500 CH4 49-120 N2O 15-110 NH3

Középérték (g/t) 710 68 63

1. tá b l á zat: Z á rt és r és zb en zá rt kom pos ztá l ó tel epek hu l l a d ékkezel és b ôl s zá r m a zó em is s ziój a

Nyitott komposztáló telepek (bio- és zöldhulladék input) Paraméter Mért értékek (g/t) Középérték (g/t) 470-2.000 1.000 CH4 49-210 110 N2O 230-920 470 NH3 2. tá b l á zat: N yitott kom pos ztá l ó tel epek h u l l a d ékkezel és b ôl s zá r m a z ó em is s ziój a

Komposztálótelep szárazfermentálással és utóérleléssel Paraméter Mért értékek (g/t) 3.200-4.600 CH4 38-190 N2O 25-320 NH3

Középérték (g/t) 3.700 120 200

3. tá b l á zat: S zá r a zf er m en tá l á s os kom pos ztá l ó tel epek hu l l a d ékkezel és b ôl s zá r m a zó em is s ziój a

A teljes németországi kapacitás technológiánkénti megoszlását figyelembe véve az alábbi átlagértékekkel számolhatunk a hasznosított hulladékok tonnánkénti nedves tömegére vonatkoztatva: Bio- és zöldhulladék kezelés Paraméter CH4 N2O NH3 NMVOC

Középérték (g/t) 1.100 67 220 330

4. tá b l á zat: K om pos ztá l ó tel epek h u l l a d ékkezel és b ôl s zá r m a zó em is s ziój a

Table 2: Emission of open windrow composting plants

Parameter CH4

Measured values (g/t)

Average value (g/t)

3200-4600

3700

N2O

38-190

120

NH3

25-320

200

Table 3: Emission of composting plants with dry anaerobic digestion and aerobic post-treatment The average emission factors for the biological treatment process of biowaste, yard waste from households and biodegradable commercial waste are following respectively per Mg input wet mass:

50

Biohulladék

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Holland szakirodalmi adatok alapján az aktív levegôztetésû komposztáló technológiák átlagos emissziós kibocsátása kisebb. A németországi telepeken végzett optimalizálási eljárások tanulsága szerint a jó szakmai gyakorlat alkalmazásával is hasonlóan jó eredményeket lehet elérni az emissziók csökkentése terén. Az aktív levegôztetés nélküli, nyitott prizmás technológiák szintén rosszabb kibocsátásokat produkálnak, mint az a szakirodalom alapján elvárható lenne. Az emissziók széles skálán történô mozgása a különbözô hatások nagyfokú befolyására utal. A szignifikánsan magas emissziók gyakran üzemeltetési hiányosságokra vezethetôek vis�sza. Ilyen – egyre gyakrabban elôforduló – okok közé tartozik például az, amikor a nem megfelelô prizmakialakítás, a túl kevés struktúraanyag, vagy a túl ritka átforgatás következtében nem megfelelô az anyag oxigénellátása. Egy biofilterrel ellátott zárt rendszerû komposztálóban alapvetôen nem csökkenthetô a metán és a kéjgáz kibocsátás mértéke. A metán a biofilterben nem, vagy csak kis mértékben bomlik le, a kéjgáz pedig bizonyos NH3-formációkból újra is képzôdhet. Ammóniadús kimenô gázok

nemzetközi

esetén javasolt az ammóniatartalom csökkentése, pl. savas mosó alkalmazásával. Ez leginkább a biogázelôállító telepek estében javasolt, ahol is a vizsgált telepek közül a legmagasabb az emisszió. Itt ugyanis hiányosak a mûszaki, üzemeltetési elôírások is, amelyek az emissziószegény üzemeltetést szabályoznák, különösen a metánkibocsátásra vonatkozóan. A klímagáz-kibocsátás tekintetében döntô hatással bírnak a folyamatkezelési feltételek. Mind a nyitott, mind a zárt rendszerekre igaz, hogy megfelelô feltételek biztosításával csökkenthetô az üvegházhatású gázok kibocsátása. A bio- és zöldhulladékok komplett hasznosításának emissziós faktorai A keletkezô termékek tárolásának és kihelyezésének emissziója egy számítási modell, valamint irodalmi adatok alapján lett kiszámítva. A kezelési eljárás, valamint a kész komposzt és erjesztési maradék tárolásának és kihelyezésének emisszióját is tartalmazó, a bio- és zöldhulladékok teljes hasznosításának emissziós átlagértékei a következôk a hasznosított hul­ ladékok tonnánkénti nedves tömegére vonatkoztatva:

International

Parameter

Average value (g/t) 1.100

CH4 N2O

67

NH3

220

NMVOC

330

Table 4: Average emission factors for the biological treatment process The additional emissions from product storage areas as well as application of compost and digestate products are determined by model calculation and data from literature. The average emission factors for the entire recycling procedure of biowaste, yard waste from households and biodegradable commercial waste and green wastes, determined from biological treatment process as well as storage and application of compost and digestate products are following respectively per Mg input wet mass: Parameter

Bio- és zöldhulladék komplett hasznosítás Paraméter Középérték (g/t) 1100 CH4 99 N2O 450 NH3 NMVOC 330

Average value (g/t) 1.100

CH4 N2O

99

NH3

450

NMVOC

330

Table 5: Average emission factors for the entire recycling procedure

5 . t á b lá z at: Ko mp osz t áló telepek kom plett hasznosítás b ól s zá r m a zó e m i s s z iója

Fenti adatok jelentôsen eltérnek a Német Szövetségi Környezetvédelmi Hivatalnál eddig rendelkezésre álló adatoktól. Míg a biohulladékok hasznosítása során keletkezô metán emissziót korábban 2500 g/t, a kéjgáz kibocsátást 83 g/t, az ammónia-kibocsátást pedig 2980 g/t értékben határozták meg, addig a zöldhulladékok hasznosításánál a metán 3360 g/t, a kéjgáz 60,3 g/t, az ammónia pedig 2170 g/t értékben szerepelt. Jelen mérési adatok alapján meghatározták Németország teljes, bio- és zöldhulladék-hasznosításból származó üvegházhatású gázokra vonatkozó emisszióját, amely tehát tartalmazza a kezelési eljárás, valamint a kész komposzt és erjesztési maradék tárolásának és kihelyezésének emisszióját is. Az adatokat a 6. táblázat tartalmazza.

Paraméter

Mértékegység

Kezelési eljárás (1)

KészTermék Összesen termék kihelyezés 1-3 tárolása (3) (4) (2)

Összes C

ezer t/év

9,747

CH4

ezer t/év

9,407

NMVOC

ezer t/év

2,814

NH3

ezer t/év

1,917

0,292

N2O

ezer t/év

0,577

CO2–egyenezer t/év érték

407,14

Németországi Részarány összes (6) emisszió (5)

9,747

–

9,425

2 268

2,814

–

1,752

3,961

618

0,64 %

0,039

0,236

0,852

215

0,40 %

11,79

70,72

0,002

0,015

489,640 1 002 000

0,42 %

0,05 %

6 . t á b lá z at: Bio- és z öldhulladék- hasznosításból szárma zó ü v e g há zh atá sú g á z ok ra vonatkozó em isszió Ném etorszá g b a n

A Németországban üzemelô komposztálótelepek (8,6 mio t/év – Hulladékstatisztika, 2006) teljes emissziós kibocsátása CH4 és N2O, mint üvegházhatású gázok, valamint a közvetve üvegházhatású NH3 gázok tekintetében

The emission factors so far used for calculation the greenhouse gases are higher for methane and ammonia: methane for biowaste 2,500 g/Mg and for yard waste 3,360 g/Mg, nitrous oxide for biowaste 83 g/Mg und for yard waste 60.3 g/Mg as well as ammonia for biowaste 2,980 g/Mg and for yard waste 2,170 g/Mg. The total emissions from treatment process, storage and as well as application of compost and digestate products during recycling of bio wastes and green wastes in comparison with the total greenhouse gas emissions in Germany shows the table 6. Parameter

Unit

Treatment process (1)

Total C

Gg/a

9,747

CH4

Gg/a

9,407

NMVOC

Gg/a

2,814

Product storing (2)

Product application (3)

0,002

0,015

Sum 1-3 (4)

EmisShare sions in (4) of (5) Germany (6) (5)

9,747

---

9,425

2.268

2,814

---

0,42 %

NH3

Gg/a

1,917

0,292

1,752

3,961

618

0,64 %

N2O

Gg/a

0,577

0,039

0,236

0,852

215

0,40 %

CO2- Equivalent

Gg/a

407,14

11,79

70,72

489,640

1.002.000 0,05 %

Table 6: Total emissions in comparison with the total greenhouse gas emissions in Germany Extrapolation of the greenhouse gases CH4 and N2O as well as the indirect effective greenhouse gas NH3 for the all composting plants in Germany (input 8.6 Mio. Mg/a, waste statistic 2006) including emissions from storage and application of compost and fermentation products results to a percentage between 0.40 and 0.64 of the total emissions in Germany. Calculated CO2-equivalent comes up to only 0.05 % of the total emissions in Germany.

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

51

>

nemzetközi

>

International

Source: „Ermittlung der Emissionssituation bei der Verwertung von Bioabfällen” - Gewitra Ingenieurgesellschaft für Wissenstransfer mbH, sponsored by Umweltbundesamt, Germany.

a számítások szerint tehát 0,40% és 0,64%-a a teljes német emissziónak. CO2-egyenértékre vetítve Németországban a bio- és zöldhulladékok kezelésébôl és hasznosításából származó emisszió mindössze 0,05%-a a teljes német kibocsátásnak.

The emission results of Gore system composting

Forrás: „Ermittlung der Emissionssituation bei der Verwertung von Bioabfällen” – Gewitra Ingineurgesellschaft für Wissenstransfer mbH, im Auftrag des Umweltbundesamtes

As there are numerous composting plants in Hungary that use the Gore™ Cover composting system, it may be of interest to many what the measured emission values for this technology are. In each windrow (covered with a Gore™ Cover semi-permeable membrane and aerated at an average 200 m3/h intensity) 510 t of bio and green waste was composted. Maturation took 8 weeks and the material was shifted and turned at both the 4th and 6th week. Emission measurements were taken at different stages of maturation including during pre-storage of raw materials, mechanical preparation, biological maturation and poststorage of compost. For one ton of wet weight of waste the results are the following: Treatment of bio and green waste using a Gore™ Cover semi-permeable membrane Parameter

Unit

Mean value

Total C

g/t

440

CH4

g/t

330

A Gore rendszerû komposztálás emissziós eredményei Mivel Magyarországon számos komposztáló telep üzemel Gore™ Cover komposztálási rendszerrel, sokak számára érdekes lehet, hogy a vizsgálat milyen emissziós értékeket mért ennél a technológiánál. A Gore™ Cover takaróanyaggal, mint szemipermeábilis membránnal takart, átlagosan 200 m3/h intenzitással levegôztetett prizmákban egyenként 510 t bio- és zöldhulladékot komposztáltak. Az érlelés teljes idôtartama 8 hét, az anyag átrakására és átforgatására a 4. és a 6. héten került sor. Az emissziós méréseket különbözô érlelési idôkben végezték, beleértve a nyersanyagok elôtárolását, mechanikai elôkészítését, biológiai érlelését, és a komposzt utótárolását is. Az eredmények a hasznosított hulladékok tonnánkénti nedves tömegére vonatkoztatva az alábbiak: Bio- és zöldhulladék kezelés Gore™ Cover szemipermeábilis membránnal Paraméter

Mértékegység

Összes C

g/t

Középérték 440

CH4

g/t

330

N2O

g/t

16

NH3

g/t

10

N2O

g/t

16

NMVOC

g/t

33

NH3

g/t

10

CO2 equivalent

kg/t

12

NMVOC

g/t

33

CO2 egyenérték

kg/t

12

The study concluded that the results are outstandingly good in comparison to the other composting technologies examined due to the added effect of the various construction elements of the technology, including good windrow shape, controlled oxygen supply and the Gore™ Cover material used.

52

Biohulladék

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

A tanulmány megállapította, hogy a kapott eredmények kiemelkedôen jónak számítanak a vizsgált komposztálási technológiák közül, ami a technológia össz-konstrukciójának köszönhetô, beleértve a jó prizmakialakítást, a szabályozott oxigénellátást, valamint az alkalmazott Gore™ Cover takaróanyagot.

PR - c i k k

PR

article

Elkezdôdik valami…

A Zöld Híd Program

A Zöld Híd Program 106 település összefogásával megvalósuló regionális hulladékgazdálkodási és környezetvédelmi program, amely Pest megye északkeleti részére, illetve Nógrád megye nyugati részére terjed ki. A több mint 102 000 háztartást és közel 300 000 embert érintô beruházás célja a régió hulladékgazdálkodási rendszerének európai uniós normák szerinti kialakítása. A projektet az Európai Unió Kohéziós Alapja 50 százalékban, a Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium 40 százalékban, az Önkormányzati és Területfejlesztési Minisztérium 5 százalékban támogatja. A fennmaradó 5 százalék önerôt az Észak–Kelet Pest és Nógrád Megyei Regionális Hul­ ladékgazdálkodási és Környezetvédelmi Önkormányzati Társulás tagönkormányzatain keresztül biztosítja.

>

E l k e z d ôd ö tt a sz e le k t ív gyûjtés / The selective collecti on of wa ste h a s b eg a n

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

53

PR - c i k k

>

PR

article

Something is starting...

Green Bridge Program The Green Bridge Program is a regional waste management and environment program which was launched with the co-operation of 106 local governments. It covers the North-Eastern part of Pest County and the Western area of Nógrád County. The investment project involves 102,000 households and nearly 300,000 residents and was designed to create a regional waste management system that complies with European Union standards. 50 per cent of the expenses are covered by the European Union Cohesion Fund and 40 per cent are paid by the Ministry for the Environment and Water. 5 per cent are covered by the Ministry for Local Governments and Regional Development. The remaining 5 percent of own contribution start-up capital comes from the participating local governments of the North-Eastern Pest and Nógrád County Regional Waste Management and Environmental Local Governmental Association. In the second half of 2010 The Green Bridge Program was launched to create a modern, regional municipal solid waste management system. The project was started through the co-operation of 106 local governments and was supported (95 per cent) by the European Union and the Hungarian State. The total cost of the waste management system, based around selective collection of waste, was nearly 7 billion HUF. How it started: in 2004, 106 local governments established the North-Eastern Pest and Nógrád County Regional Waste Management and Environmental Local Government Association and applied for a European Union tender to create a complex waste management system. The tender was a success and so in 2005 the planning stage of the regional waste management project commenced. The plans were made in accordance with numerous Hungarian and European Union regulations and at that time the project was referred to as ’just a dream’. In 2006 the construction and environmental permission procedures for the waste treatment plants began and in 2008, within the framework of public procurement, constructors were selected. The construction was completed in spring 2010 and plants are currently commencing operations. In waste treatment centers mechanical and biological waste treatment, machine-based post selection and composting take place, which corresponds with Western European practices. During the process the mixed waste is sorted through by machines. One part of the waste will be used to produce fuel (an alternative energy source), while the selectively-collected waste can also reprocessed. Due to the pre-treatment and processing of waste the life span of the dumps will be three or four times as long as is typical. It is only after pre-treatment that waste material goes to the dump. The result of pre-treatment is that only 35 to 40 per cent of the total amount of collected waste gets dumped. The dumped waste is no longer covered with earth, as before, but with stabilized organic and inert materials found in the waste. EU regulations require that by 2014 the amount of dumped organic materials must be reduced by 65 per cent. Through selective collection and composting this requirement is fulfilled. The Kyoto Agreement on environment obliges countries to reduce the amount of methane gases, a greenhouse gas which is emitted at waste dumps. In order to fulfill this

54

Biohulladék

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

A 2010. második félévében beüzemelésre került a korszerû, regionális, települési szilárd hulladékgazdálkodást megalapozó Zöld Híd Program. A 106 település összefogásával, az Európai Unió és a Magyar Állam 95 százalékos támogatásával, közel 7 milliárd forint értékben épült fel a szelektív gyûjtésre épülô hulladékgazdálkodási rendszer. Elôzmények: 2004-ben 106 települési önkormányzat hozta létre az Észak-kelet Pest és Nógrád Megyei Regionális Hulladékgazdálkodási és Környezetvédelmi Önkormányzati Társulást, mely egy komplex hulladékgazdálkodási rendszer megépítésére adott be pályázatot az Európai Unió illetékes szervéhez. A pályázat sikerrel járt, így 2005-ben elindult a térséget érintô hulladékkezelési szerkezet tervezése. A tervezés során számtalan hazai és Uniós közösségi jogszabály figyelembe vételével került kialakításra az a koncepció, melyet akkoriban csak álomként fogalmaztak meg. 2006-ban megkezdôdtek az egyes hulladékkezelô létesítmények építési és környezetvédelmi engedélyezési eljárásai, majd 2008-ban közbeszerzési eljárás keretei között kerültek kiválasztásra a kivitelezôk. Az építkezés 2010 tavaszán befejezôdött, jelenleg a létesítmények folyamatos üzembe helyezése történik. A hulladékkezelô központokban a nyugat európai gyakorlatnak meg­fe­ lelô mechanikai és biológiai hulladékkezelést, gépi utóválogatást és komposztálást vezettek be. Az eljárás során a vegyesen gyûjtött hulladékot gépi úton válogatják szét, amelyek egy részébôl tüzelôanyagot (alternatív energiaforrást) állítanak elô, míg a szelektív gyûjtés révén az anyagában

Hul l a d ék- el ôkezel ô g éps or a z Ö körtel ekvöl g yi kezel ôközpon tb a n / Wa ste pr etr eatm en t l in e in th e tr eatm en t pl a n t of Ökö rtel ekvö l g y

PR - c i k k

történô hasznosítás is lehetôvé válik. A hulladék elôkezelésével, feldolgozásával három – négyszeresére növelik a hulladéklerakók élettartamát. A hulladéklerakóba csak az elôkezelés után maradt anyagok kerülhetnek. Az alkalmazandó elôkezeléssel elérik majd azt, hogy a begyûjtött hulladékok teljes mennyiségének csak 35-40 százaléka kerüljön lerakásra. A  lerakott hulladék takarását pedig az eddig használt föld helyett, környezetbarát módon, a hulladékban található stabilizált szerves és inert anyagokkal végzik. Az Európai Unió elôírásai alapján a hulladéklerakóra kerülô szerves anyagok 2014-re 65 százalékkal kell csökkenteni. A szelektív gyûjtéssel és komposztálással ezt az elvárást is teljesítik. A környezetvédelem érdekében megfogalmazott Kiotói Egyezmény pedig a hulladék tárolókban felszabaduló, üvegházhatást növelô metán gázok mérséklését írja elô. Ennek teljesítéséhez a Zöld Híd Programban lévô hulladéklerakókban, a szervesanyagok bomlásából képzôdô gázokat összegyûjtik és hasznosítják, többek közt a hulladékkezelô központok épületeinek fûtésére, meleg víz ellátására.

Folyik a munka a válogató csarnokban / Work is underway in the sorting hall

A regionális hulladékgazdálkodási rendszer, a Zöld Híd Program létrejöttével párhuzamosan minden eddigi, a térségben lévô hulladéklerakót be kell zárni, rendbe kell tenni és fel kell számolni. A régióban 2010-tôl a háztartási hulladékkezelés csak a két hulladékkezelô központban, Kerepes Ökörtelek-völgyben és Nógrádmarcalon zajlik. A bezárt hulladéklerakókban megkezdôdnek a területek helyreállítási munkálatai, rekultivációi. A térségi rekultivációk megvalósítására az Önkormányzati Társulás KEOP pályázatot nyújtott be. A rekultivációkhoz szükséges engedélyek már rendelkezésre állnak, így a támogatás pozitív elbírálását követôen azonnal megindulhat a bezárásra került hulladéklerakók biztonságba helyezése, és a veszélyesek kibontása, felszámolása. A Zöld Híd Program keretében életre kelt hulladékgazdálkodási rendszer azért egyedülálló, mert kezelni tudja a háztartási vegyes hulladékot, a szelektíven gyûjtött újrahasznosítható anyagokat, a komposztálható zöldhulladékot és a háztartási veszélyes hulladékokat egyaránt. A hul­ladékok újrahasznosítását, ártalmatlanná tételét, a megépült létesítmények üzemeltetését az Önkormányzati Társulás 100%-os tulajdonában lévô Zöld Híd Régió Kft. biztosítja. A hulladékkezelô központok az érdeklôdôk számára díjtalanul látogathatóak, elôzetes egyeztetés alapján. Mibe kerül az új hulladékgazdálkodási rendszer? A beruházás teljes ös�szege 24,7 millió euró, melynek több mint fele a két hulladékkezelô központ megépítését szolgálta. A beszerzett 50 db munkagép, hulladékgyûjtô

PR

article

requirement within the Green Bridge Program, the gases produced during the decomposition process of organic materials are collected and utilized. The gases are used to provide the buildings of the waste treatment centre with heating and hot water. Now that the Green Bridge Program has been established as a regional waste management system, all other existing dumps must be closed, cleaned up and eliminated. From 2010 the region will only have two operational municipal waste treatment plants; one in Kerepes Ökörtelek Valley and another in Nógrádmarcal. In the closed dumps restoration and recultivation work is just starting. The Local Governmental Association applied for KEOP (Environment and Energy Operative Program) support to finance the regional recultivation projects. The necessary permission has already been obtained. Once the application is accepted and financial support is given, the work required to close down old dumps safely and to expose and eliminate the hazardous ones can start immediately. The waste management system established through the framework of the Green Bridge program is outstanding since it can treat mixed municipal solid waste and selectively collected recyclable materials and it can also compost green waste and handle hazardous municipal waste. The operator of the system is Zöld Híd Régió Kft (Green Bridge Region Ltd.), which is 100 per cent owned by the Local Governmental Association. The company is responsible for reutilization, elimination and operation of the existing buildings. The waste treatment centers welcome visitors free of charge. Appointments are made by phone. How much does the new waste management system cost? The total cost of investment is 24.7 million Euros. More than half of this amount financed the construction of the two waste treatment centers. The value of the 50 machines purchased, waste collecting vehicles and other mobile machines is 1.5 billion HUF and a further half a billion HUF was spent on the recultivation work done on the three biggest closed waste dumps of the region. The 500 waste collection islands cost 220 million HUF. If you consider modern public utility services (e.g. sewage cleaning, water, gas, and electricity) the biggest difference between real costs and the fees paid is in waste management. In addition to the above-mentioned services, an average family spends much more on telephone and television fees than on the safe utilization, treatment and processing of their waste. Currently, annual prices range between 0 and 24,000 HUF for different areas (assuming a 120 l capacity bin). Estimations show that the fees for the new regional waste management system will reach an annual 25,000 HUF 30,000 HUF per household from 2011. The fee for the regional system will be comprised of two parts: collection-transportation and waste treatment. The fee for treatment will be the same and will also include the operational costs of the selective collection system. The quality and fee for collection-transportation may be unified in the long term. The decisions of local governments and the attitude of representative bodies will influence prices along with further development of the collectiontransportation based on actual competition.

>

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m

Biohulladék

55

PR - c i k k

PR

article

> autó, és egyéb mobil gépek értéke 1,5 milliárd forint, míg fél milliárd forint értékû rekultivációs munka került elvégzésre a régió 3 legnagyobb lezárt hulladéklerakóján. A közel 500 gyûjtôsziget 220 millió forintból épült fel. A mai közszolgáltatások közül (pld:, szennyvíztisztítás, víz-, gáz-, villamos áram-ellátás) a legnagyobb különbség a hulladékkezelés valós költsége és az érte fizetett lakossági díjak között van. Egy átlagos család a felsorolt közszolgáltatásokon túl, ma nagyságrendekkel többet költ telefon, kábeltelevízió elôfizetésre, mint hulladékaik biztonságos hasznosítására, kezelésére, feldolgozására. Jelenleg a településeken alkalmazott éves díjak a 0 forint és a 24.000 forint/év/háztartás között mozognak (120 l-es kukára vonatkoztatva). Az új regionális rendszer hulladékkezelési díjai elôzetes kalkulációk szerint 25 és 30.000 forint/év/háztartás körül alakulnak majd 2011-tôl. A regionális rendszer díja két részbôl: a begyûjtés-szállítás és a hulladékkezelés díjából fog összeadódni. A kezelés díja egységes lesz és magában foglalja a szelektív gyûjtô rendszer üzemeltetésének költségét is. A begyûjtés-szállítás színvonala és díja hosszabb távon egységesülhet. A települések egyéni döntései, a települési vezetôk, képviselô-testületek hozzáállása befolyásolja majd az árakat, a valós versenyhelyzeteken alapuló gyûjtési–szállítási rendszer kialakulását.

North-Eastern Pest and Nógrád County Regional Waste Management and Environmental Local Government Association (Green Bridge Program) Operator: Zöld Híd Régió Kft. (Green Bridge Region Ltd) Email: [email protected]; [email protected] Website: www.zoldhid.hu; www.tisztarendes.hu Mailing and location: Address: H-2100 Gödöllő, Dózsa György út 69. Mailing address: H-2100 Gödöllő Pf.: 75. Central SMS: 00-36 -20- 808-7777 Main place of business: Kerepes, Ökörtelek Valley Waste Treatment Centre (Access from the Gödöllő Airport) Tel/fax: 00 36 28 561-200 Branch location: Nógrádmarcal Waste Treatment Centre Nógrádmarcal outskirts (access from the road running between Szügy and Nógrádmarcal) Tel: 00 36 35 501-400

Észak-Kelet Pest és Nógrád Megyei Regionális Hulladékgazdálkodási és Környezetvédelmi Önkormányzati Társulás – Zöld Híd Program Üzemeltetô: Zöld Híd Régió Kft. Email: [email protected]; [email protected] Honlap: www.zoldhid.hu; www.tisztarendes.hu Levelezés és megközelítés: Cím: H-2100 Gödöllô, Dózsa György út 69. Levelezési cím: H-2100 Gödöllô Pf.: 75. Központi SMS: 20- 808-7777 Központi telephely: Kerepes, Ökörtelek-völgyi Hulladékkezelô Központ (Megközelíthetô a gödöllôi repülôtér felôl) Tel./fax: (28) 561-200 Fióktelephely: Nógrádmarcali Hulladékkezelô Központ Nógrádmarcal külterület (Megközelíthetô Szügy és Nógrádmarcal települések között kiépített úton) Tel: (35) 501-400

Biohulladék Magazin Negyedévente megjelenô szaklap Kiadja/Published quarterly by: Profikomp Kft. Fôszerkesztô/Editor in chief: Bezeczky-Bagi Beáta Felelôs kiadó/Publisher: Dr. Aleksza László Magyar nyelvû cikkek fordítása angolra és lektorálás: Válaszút Fordító Iroda/ Translation and proofreading from original non-English language work: Válaszút Translation Agency Tervezés és nyomdai elôkészítés/Design and layout: Stég Grafikai Mûhely Nyomtatás/Printed by: Globál Kft. Hirdetési tarifák/Advertisements: Belsô 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 Szerkesztôség/Editorial office: H–2101 Gödöllô, Pf. 330 Telefon/fax: (+36) 28/422-880 e-mail: [email protected]

56

Biohulladék

5 . é v f o ly am 2 – 3 . s z á m