THE RESEARCHES OF WASTE MASS COMPOSITION FROM MYŚLENICE COMMUNITY BADANIA SKŁADU MORFOLOGICZNEGO ODPADÓW GMINY MYŚLENICE

Transkrypt

1 1 Chmura Bartłomiej V rok Chrobak Mirosław V rok Studenckie Koło Naukowe Gospodarki Odpadami dr inż. Zbigniew Grabowski opiekun naukowy THE RESEARCHES OF WASTE MASS COMPOSITION FROM MYŚLENICE COMMUNITY BADANIA SKŁADU MORFOLOGICZNEGO ODPADÓW GMINY MYŚLENICE Keywords: municipal wastes, biodegradable wastes, mechanical-biological waste treatment, waste mass composition Słowa kluczowe: odpady komunalne, odpady biodegradowalne, mechaniczno-biologiczne przetwarzanie odpadów, skład morfologiczny odpadów European Law impose upon Poland restrictions about landfilling of wastes with specific parameters. In order to reduce of mentioned values, wastes in Poland will be transform, mainly by termical and biological treating. A mechanical-biological waste transformation plant will stand up in the Myslenice community. It will allow to standardize waste management in Myslenice and Limanowa district and to fulfill the European Law. In order to proper running of this factories, research of waste mass composition have to be done on above-mentioned areas. That is why our Student s Scientific Club have carried out research on the Myslenice landfill for one year to define a basic parameter waste mass composition. 1. Wstęp. Dyrektywa Rady Europejskiej oraz dostosowane do niej polskie prawo, nakłada na Polskę ograniczenia, co do właściwości odpadów, które będą mogły być przeznaczone do składowania w najbliższych latach. Jako główny wskaźnik występuje w niej procent redukcji odpadów biodegrado walnych możliwych do zdeponowania na składowiskach w odniesieniu do ich masy wytworzonej w 1995 r. o następujące wartości: 25% do roku 2010 (rzeczywista około 44%) 50% do roku 2013 (rzeczywista około 61%) 65% do roku 2020 Odpady ulegające biodegradacji są rozumiane jako wszystkie odpady, które podlegają rozpadowi tlenowemu lub beztlenowemu, takie jak: żywność, odpady ogrodnicze, papier i tektura [1]. Dodatkowo z dniem 1 stycznia 2013 roku, wprowadzony zostanie całkowity zakaz składowania odpadów organicznych zbieranych selektywnie oraz takich, których: ogólny węgiel organiczny będzie większy niż 5% suchej masy strata przy prażeniu będzie przekraczać wartość 8% suchej masy ciepło spalania przewyższa 6 MJ/kg suchej masy [3] W celu zmiany właściwości odpadów konieczne jest budowanie zakładów ich przetwarzania. Problem ten dotyczy zarówno dużych miast jak i małych gmin. Krajowy Plan Gospodarki Odpadami zaleca dla aglomeracji powyżej 300 tys. mieszkańców zakłady

2 2 do przetwarzania termicznego, a dla obszarów o mniejszej liczbie ludności zakłady przeróbki biologicznej. Tego typu zakład zacznie powstawać w lipcu bieżącego roku na terenie gminy Myślenice. Swoim działaniem obejmie powiat myślenicki oraz limanowski, natomiast jego zdolność przerobowa oszacowana została na Mg/rok [2]. Aby zakłady mechaniczno-biologiczne funkcjonowały jak najwydajniej, konieczna jest dokładna identyfikacja parametrów jakościowych i ilościowych odpadów na terenach objętych ich działaniem. W okresie od IV 2009 do III 2010 nasze Koło Naukowe realizowało badania na składowisku w Myślenicach - Borzęcie celem poznania jednego z podstawowych parametrów odpadów gminy Myślenice, jakim jest skład morfologiczny. Badania te dostarczyły danych do prognoz związanych z przydatnością odpadów do odpowiednich metod ich przeróbki oraz do weryfikacji założeń projektu MBA, odnośnie wymiarowania poszczególnych elementów systemu. 2. Zakład mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów w Myślenicach Elementy technologii. Zakład składać się będzie z trzech głównych obiektów: sortowni kompostowni nowej niecki składowiska Przeróbka mechaniczna odpadów zmieszanych i zebranych selektywnie odbywać się będzie w budynku sortowni, tam też skierowane odpady zebrane z tereny powiatu myślenickiego. Odpady trafiać będą na halę poprzez bramy i ułożone zostaną na specjalnie wykonanej do tego celu posadzce, aby dokonać kontroli optycznej i usunąć odpady niepożądane (nienależące do odpadów komunalnych, np. wielkogabarytowe). Następnie zostaną one przetransportowane za pomocą ładowarki na przenośniki, którymi dalej trafią do kabiny sortowniczej, w celu sortowania wstępnego. Dalej odbywać się będzie separacja balistyczna na sicie i wydzielenie trzech głównych frakcji. Frakcja lekka o wysokiej wartości opałowej, przeznaczona będzie do produkcji paliwa alternatywnego za pomocą rozdrabniarki. Frakcja tocząca się, kierowana będzie do dalszego sortowania, aby wydzielić surowce wtórne oraz metale przy pomocy separatorów elektromagnetycznych. Frakcja podsitowa 0 80 mm zawierająca wysoki procent substancji organicznej, trafiać będzie na kolejne sito, gdzie zostaną wydzielone składniki powyżej 20 mm i przekazane do bioreaktorów intensywnego kompostowania. Reszta stanowić będzie balast i trafi jako przesypka na składowisko. Drugi blok technologiczny obejmować będzie stację przyjmowania odpadów organicznych, zielonych z selektywnej zbiórki, osadów z oczyszczalni ścieków oraz odsianej na sortowni frakcji organicznej mm. Kompostowanie odbywać się będzie w 18 bioreaktorach przez okres około 20 dni. Po zakończonej fazie intensywnego dojrzewania, kompost zabierany będzie z bioreaktorów przy pomocy ładowarki i układany w pryzmy na polach dojrzewania pośredniego i końcowego, gdzie spędzać będzie 8 10 tygodni. Następnie odbywać się będzie jego doczyszczanie i uszlachetnianie przy pomocy sita i separatora pneumatycznego. Technologia zakładu obejmuje także produkcję paliwa z odpadów. Frakcja do tego przeznaczona przesiewana będzie na sicie balistycznym, które rozdzieli ją na frakcje

3 o zróżnicowanej wartości opałowej i własnościach fizyko-chemicznych. Będą one mogły być wykorzystywane do spalania w instalacjach przemysłowych. Zminimalizowanie uciążliwości zapachowych osiągnięte zostanie poprzez zastosowanie dwustopniowe oczyszczanie powietrza w płuczce i w filtrze biologicznym[2] Bilans odpadów. W projekcie instalacji przewidziana jest jej zdolność przerobowa w granicach Mg/rok. Projekt zakłada rozdział odpadów na następujące strumienie: odpady do odzysku lub przeróbki Mg paliwo alternatywne Mg balast po segregacji Mg kompost Mg przesypka na składowisko Mg Dodatkowo bezpośrednio na kompostownię kierowany będzie osad ściekowy w ilości Mg oraz odpady organiczne zbierane selektywnie od kilku do kilkuset Mg rocznie [2]. 3. Metodologia badań Dobór rejonów odbioru odpadów. Pierwszym etapem prac było wyznaczenie odpowiednich tras odbioru odpadów z rejonów objętych badaniami. Skład morfologiczny odpadów w dużym stopniu uzależniony jest od rodzaju i gęstości zabudowy na danym terenie, rodzaju ogrzewania budynków oraz zamożności mieszkańców. Istotne było więc, aby przywożone odpady jak najlepiej reprezentowały te cechy w odniesieniu do całej gminy. Ostatecznie wybrano cztery trasy odbioru odpadów, do których należały: Trasa I - zabudowa jednorodzinna, miasto. Obszar przedmieść Myślenic, przeznaczony w większości na cele mieszkalne, z ogrzewaniem głównie gazowym oraz kotłowym (na węgiel) oraz niskim nasyceniem usług i handlu. Trasa II - zabudowa wielorodzinna, blokowa. Obszar osiedla mieszkaniowego na terenie miasta, z niskim nasyceniem usług oraz kotłownią osiedlową. Trasa III - zabudowa jednorodzinna, centrum. Teren ścisłego centrum miasta, z gęstą zabudową, indywidualnym ogrzewaniem oraz wysokim nasyceniem usługami, handlem i obiektami infrastruktury. Trasa IV - zabudowa wiejska. Tereny domów jednorodzinnych na terenie wsi, z przydomowymi ogródkami, dużą ilością płodów rolnych oraz indywidualnym ogrzewaniem Pobieranie próbek do badań. Próbki wydzielane były z partii odpadów przygotowanych przez Zakład Utylizacji Odpadów sp. z o.o. i dostarczonych przez firmę odbierającą je od mieszkańców z czterech wymienionych powyżej tras odbioru. W badaniach posługiwano się Normą Branżową BN-87/ Unieszkodliwianie odpadów miejskich. Pobieranie, przechowywanie i przesyłanie oraz przygotowanie próbek odpadów do badań. 3

4 4 Badania rozpoczynały się od doboru próbek pierwotnych równomiernie z całej partii odpadów usypanych w pryzmę, w celu uzyskania objętości około 500 dm 3. Następnie metodą ćwiartowania otrzymywaliśmy dwie próbki reprezentatywne o masie około 5 kg Oznaczenie podziału frakcyjnego. W dalszej kolejności odpady trafiały na sito, gdzie następował rozdział na frakcje. Frakcja nadsitowa została ręcznie posortowana na poszczególne składniki, które podlegały ważeniu. Pozwoliło to określić udział masowy każdego z nich w całej masie badanej próbki. Za wynik końcowy przyjmuje się średnią z dwóch równolegle prowadzonych badań. Odpady rozdzielano na frakcje i składniki takie jak: Frakcja podsitowa < 20 mm Frakcja nadsitową > 20 mm 1. Odpady spożywcze pochodzenia roślinnego 2. Odpady spożywcze pochodzenia zwierzęcego 3. Odpady papieru i tektury 4. Odpady tworzyw sztucznych 5. Odpady materiałów tekstylnych 6. Odpady szkła 7. Odpady metali 8. Odpady organiczne pozostałe 9. Odpady mineralne pozostałe 4. Wyniki i interpretacja. Wyniki badań składu morfologicznego odpadów dla Trasy II zabudowy blokowej [%] S. Nazwa składnika lub frakcji I 1 2 O. frakcji o wielkości cząstek < 20 mm O. spożywcze poch. roślinnego O. spożywcze poch. zwierzęcego T a b l i c a 1 Średnia dla trasy 31,7 16,2 15,7 18,4 20,5 16,3 34,1 34,8 31,1 29,1 1,6 0,9 6,1 3,3 3,0 3 O. papieru i tektury 6,4 17,6 17,2 13,6 13,7 4 O. tworzyw sztucznych 10,0 17,0 13,1 14,1 13,5 5 O. materiałów tekstylnych 4,8 4,1 1,5 3,2 3,4 6 O. szkła 21,8 3,3 6,1 9,8 10,2 7 O. metali 2,4 3,5 2,5 3,4 3,0 8 O. organiczne pozostałe 4,3 1,8 2,5 2,5 2,8 9 O. mineralne pozostałe 0,8 1,5 0,5 0,6 0,8 Razem 100,0 W rocznym cyklu badań wykonano 17 pomiarów ze wszystkich tras odbioru. Jak wiadomo skład morfologiczny odpadów związany jest z porą roku. Terminarz badań

5 Udział procentowy w masie odpadów [%] 5 ustalony został w ten sposób, aby dla każdej trasy uzyskać przekrój składu odpadów przez cały rok. Z uzyskanych wyników dla każdej z tras obliczono średnią arytmetyczną, jak pokazano w powyższej tabeli (Tablica 1). Następnie, w celu uzyskania wiarygodnego składu dla całej gminy, obliczono średnią ważoną, gdzie wagami dla poszczególnej trasy była liczba osób przy niej mieszkających. Po uzyskaniu składu dla całej gminy oraz średniego składu dla poszczególnych tras, zestawiono te wartości celem interpretacji uzyskanych wyników. Trasa II 30,0 25,0 Średnia dla gminy Trasa I Trasa III 20,0 15,0 Trasa IV 10,0 5,0 0,0 Ryc. 1. Udział procentowy odpadów spożywczych pochodzenia roślinnego w całkowitej masie odpadów Fig. 1. Percentage of the organic waste fraction in waste mass. Dla przykładu na Ryc. 1 przedstawiono udział odpadów spożywczych pochodzenia roślinnego w całkowitej masie. Jak widać, wartości z Tras I i III znajdują się w bliskim otoczeniu średniej. Te z Tras II i IV natomiast wyraźnie od niej odbiegają o około 10%. Odchyłki te, po przeanalizowaniu zabudowy tras stają się jednak zrozumiałe. Trasa II zlokalizowana jest na terenie zabudowy wielorodzinnej blokowej, gdzie nie ma możliwości zagospodarowania odpadów organicznych we własnym zakresie. Trasa IV to zabudowa wiejska, gdzie odpady tego typu wykorzystywane są powszechnie w przydomowych gospodarstwach. Dokonano również obliczeń weryfikujących założenia zakładu MBA. Najważniejszym było zestawienie wartości założonych w projekcie instalacji z wynikami otrzymanymi na podstawie naszych badań (Tablica 2).

6 6 Zestawienie wartości przewidzianych w projekcie MBA z wynikami uzyskanymi z badań Wartości założone w projekcie MBP [Mg/rok] T a b l i c a 2 Wartości uzyskane z badań [Mg/rok] Odpady organiczne Paliwo alternatywne Przesypka na składowisko Metal Surowce wtórne Balast Zestawienie to pokazało, że jeśli chodzi o masę metalu oraz odpady uzyskiwane z podsita, to ich ilość będzie większa od założonej. Udział tych odpadów jest jednak dla zakładu korzystny, ze względu na to, iż metal jest surowcem mającym wartość handlową, a za odpady z podsita nie wnosi się opłat za składowanie. Ilość odpadów organicznych, a co za tym idzie wielkość instalacji do kompostowania, została dobrana prawidłowo. Również masa uzyskiwanego balastu w okresie rocznym będzie zbliżona do założonej. Zakład produkował będzie jednak mniejsze od założonej ilości surowców wtórnych oraz paliwa RDF. 5. Podsumowanie. Badania dla obszru gminy Myślenice prowadzone były po raz pierwszy. Dostarczyły one informacji o rzeczywistym składzie morfologicznym odpadów tego regionu. Pozwoliły na weryfikację założeń projektowych instalacji mechaniczno-biologicznego przetwarzania i na pewno będą pomocne przy jego eksploatacji i ewentualnej rozbudowie. L i t e r a t u ra [1] J ę d r c z a k A., Biologiczne przetwarzanie odpadów, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa [2] L e ś n i a k J., S t o j a k E., O s i e j k o J., R e c z e k D., T k a c z u k W., Budowa Zakładu Zagospodarowania odpadów w Myślenicach, Raport oddziaływania na środowisko przedsięwzięcia, Kraków 2008 r. [3] Dyrektywa Rady 1999/31/WE z dnia 26 kwietnia 1999 r. w sprawie składowania odpadów.