Gospodarka odpadami komunalnymi.

Transkrypt

1 komunalnymi Dr hab. inż. Janusz Sokołowski Katedra Technologii Chemicznej PW

2 ODPADY KOMUNALNE Stanowią odpady powstające w gospodarstwach domowych, a także odpady nie zawierające odpadów niebezpiecznych pochodzących od innych wytwórców odpadów, które ze względu na swój charakter lub skład są podobne do odpadów powstających w gospodarstwach domowych.

3 SKŁAD ODPADÓW w Polsce 45 mln m 3 ROCZNIE

4 PODSTAWOWE ELEMENTY GOSPODARKI ODPADÓW Prawidłowe gospodarowanie odpadami komunalnymi polega na: stosowaniu wszelkich możliwych form zapobiegania albo możliwie największego ograniczenia powstawania odpadów, składowaniu odpadów w taki sposób, aby maksymalnie umożliwić pozyskiwanie składników, które można zawrócić do obiegu gospodarczego, gromadzenia odpadów w wydzielonym i bezpiecznym miejscu w pobliżu miejsca ich powstawania w specjalnie do tego celu przystosowanych pojemnikach, zbieraniu odpadów z miejsc ich gromadzenia do zakładu unieszkodliwiania, bezpiecznym dla środowiska i pod względem sanitarnym unieszkodliwieniu bezużytecznej masy odpadów.

5 SYSTEMATYKA METOD MECHANICZNEGO SORTOWANIA ODPADÓW KOMUNALNYCH

6 SZKODLIWOŚĆ ODPADÓW KOMUNALNYCH DLA ŚRODOWISKA substancje organiczne pochodzenia naturalnego, emitują toksyczne gazy drobnoustroje chorobotwórcze, zagrożenie epidemiologiczne odpady niebezpieczne (baterie, lampy rtęciowe, akumulatory, leki) tworzywa sztuczne (degeneracja terenów składowania)

7 GROMADZENIE pierwszy element systemu gospodarki odpadami.

8 SCHEMAT SELEKTYWNEJ ZBIÓRKI I RECYKLINGU ODPADÓW

9 ODZYSKIWANIE SUROWCÓW WTÓRNYCH Głównymi zadaniami odzyskiwania surowców wtórnych z odpadów jest oszczędność pierwotnych (zasobów naturalnych) i zmniejszenie wpływu odpadów na środowisko. Obejmuje: ponowne użycie (opakowanie zwrotne), obieg standardowych opakowań szklanych. odzyskiwanie (recykling) polega na powtórnym przetworzeniu substancji lub materiałów w procesie produkcyjnym w celu ponownego uzyskaniu substancji lub materiału. przekształcenie (część energetyczna odzysku) oznacza zmianę materiału, z którego składa się dany komponent odpadów, następującą w procesie unieszkodliwiania.

10 ODZYSKIWANIE SUROWCÓW WTÓRNYCH Odzyskiwanie surowców wtórnych jest integralną częścią każdego nowoczesnego systemu gospodarki odpadami. Z uwagi zapewnienie efektywności finansowej systemu, istotne jest znalezienie odpowiedniego rynku zbytu surowców wtórnych.

11 UNIESZKODLIWIANIE ODPADÓW Polega na poddaniu ich procesom przekształcenia biologicznego, fizycznego lub chemicznego w celu doprowadzenia ich do stanu który nie stwarza zagrożeń dla życia ludzi i środowiska. METODY: 1. biologiczne recykling organiczny: kompostowanie fermentacja metanowa w komorach 2. termiczne przekształcanie termiczne: spalanie zgazowanie odgazowanie (piroliza) 3. przerób na paliwo 4. obróbka w glebie i ziemii (np. biodegradacja odpadów płynnych lub szlamów)

12 SKŁADOWANIE ODPADÓW Składowanie odpadów na wysypiskach jest najstarszą i do dzisiaj najbardziej rozpowszechniona metodą unieszkodliwiania odpadów stałych. Składowanie odpadów to sposób postępowania z odpadami, których nie wykorzystano gospodarczo, lub nie unieszkodliwiono w inny sposób, polega ono na bezpiecznym deponowaniu ich w miejscu przeznaczonym do tego celu. Składowisko odpadów to zlokalizowany i urządzony zgodnie z przepisami obiekt budowlany zorganizowanego gromadzenia odpadów o znanych właściwościach.

13 SYSTEM KOMPLEKSOWEJ GOSPODARKI ODPADAMI KOMUNALNYMI

14 SKŁADOWISKA Typy: odpadów niebezpiecznych, odpadów obojętnych, odpadów innych niż niebezpieczne i obojętne, w tym komunalne. Lokalizacja musi spełniać kryteria: gospodarcze, ochrony środowiska, eksploatacji, do których należą: 1. pozyskanie gruntów określonej jakości 2. budowę geologiczną 3. warunki hydrologiczne 4. walory przyrodniczokrajobrazowe i zagospodarowanie terenu 5. długość trasy dowozu odpadów 6. uciążliwość dla środowiska i okolicznych mieszkańców

15 Składowiska odpadów obojętnych oraz niebezpiecznych nie mogą być lokalizowane: w strefach zasilania głównych i użytkowych zbiorników wód podziemnych, w dolinach rzek, w pobliżu zbiorników wód śródlądowych, na terenach podmokłych, w strefach osuwisk i zapadlisk terenu w tym powstałych w wyniku zjawisk krasowych, oraz zagrożonych lawinami, na terenach o nachyleniu powyżej 10 na obszarach otulin parku i rezerwatów przyrody, na obszarach lasów ochronnych, na obszarach bezpośredniego bądź potencjalnego zagrożenia powodzią.

16 METODY SKŁADOWANIA ODPADÓW nasypowa i rowowa stosowana w przypadku składowania nadpoziomowego na terenach płaskich pozioma (podłużna ) stosowane w przypadku nieznacznego spadku terenu

17 METODY SKŁADOWANIA ODPADÓW poprzeczna stosowana w terenach o znacznych różnicach wysokości, ale łagodnych stokach kombinowana (złożona) stosowana w terenie o znacznych różnicach wysokości i stromych skarpach

18 KLASYFIKACJA WYSYPISK 1. Ze względu na warunki krajobrazowe i wysokość ukształtowania nad poziomem otaczającego terenu: wysokie - 12 lub więcej metrów nad poziomem otaczającego terenu, średnie - od 4 do 12 metrów, niskie - od 2 do 4 metrów.

19 KLASYFIKACJA WYSYPISK 2. Ze względu na usytuowanie i wykorzystanie naturalnego ukształtowania terenu: nadpoziomowe wznoszą się ponad otaczający teren, może ono osiągać od jednego do kilkudziesięciu metrów podpoziomowe są lokalizowane w starych wyrobiskach oraz na naturalnych obniżeniach terenu

20 KLASYFIKACJA WYSYPISK boczne (przyskarpowe) tworzy się w wyrobiskach pokopalnianych o stromych, przeważnie skalistych skarpach pryzmowe maja nadziemną bryłę geometryczną o podstawie prostokąta kopiaste maja formę pagórka o nieregularnych zboczach niekształtne powstają w wyniku nieprawidłowej eksploatacji terenu płasko-skarpowe i skarpowe maja formę bardzo zróżnicowaną wynikające z nieuporządkowanej eksploatacji

21 PRAWIDŁOWO URZĄDZONE SKŁADOWISKO

22 ELEMENTY TECHNICZNE CHARAKTERYZUJĄCE NOWOCZESNE WYSYPISKO zabezpieczenie wód gruntowych i powierzchniowych przed wpływem składowanych odpadów, przechwycenie i oczyszczanie wód opadowych infiltrujących przez odpady, ujęcie i zagospodarowanie gazu wytwarzającego się w składowanych odpadach (tzw. biogazu), zabezpieczenie odpowiedniego ilościowo i jakościowo sprzętu technologicznego, wyposażenie wysypiska w odpowiednie zaplecze techniczno-socjalne prowadzenie właściwej eksploatacji obiektu objęcie wysypiska stałą kontrolą wpływu na środowisko(monitoring) rekultywacja terenu po zakończeniu eksploatacji wysypiska

23 SCHEMAT BUDOWY SKŁADOWISKA ODPADÓW KOMUNALNYCH

24 BUDOWA SKŁADOWISKA

25 CHARAKTERYSTYCZNE CZYNNIKI EMITOWANE PRZEZ SKŁADOWISKO ODPADÓW KOMUNALNYCH gazy: metan, dwutlenek węgla, oraz nieznaczne ilości siarkowodoru, azotu, tlenku węgla, wodoru, węglowodorów aromatycznych, zanieczyszczenia mikrobiologiczne: bakterie, grzyby (w tym także zawierające mykotoksyny), pyły zawierające metale ciężkie: Cd, Pb, Zn, Fe, Mn, Ni, Cr (składowanie popiołów), odory: głównie organiczne związki siarki, azotu oraz niektóre węglowodory.

26 PROCESY ZACHODZĄCE NA SKŁADOWISKU ODPADÓW KOMUNALNYCH Składowisko odpadów jest specyficznym bioreaktorem, w którym pod wpływem czynników atmosferycznych (opady, temperatura) i mikroorganizmów (bakterie, promieniowce, grzyby, glony, pierwotniaki) odpady są rozkładane w procesach fizycznych, chemicznych i biologicznych zarówno w warunkach tlenowych jak i beztlenowych. W przebiegu procesu rozkładu decydujące znaczenie ma : skład chemiczny odpadów, zawartość wody, dostęp tlenu, skład i aktywność mikroorganizmów, odczyn (ph), toksyczność dla mikroorganizmów.

27 Składniki organiczne odpadów cechują się bardzo zróżnicowaną podatnością na biodegradację, np. Odpady pochodzenia roślinnego i zwierzęcego oraz papier łatwo ulegają rozkładowi. Głównymi składnikami odpadów, które ulegają degradacji biologicznej są wielocukry 80%. Frakcja nieorganiczna (np. metale, szkło, ceramika, żużel, popiół, gruz), mimo że nie ulega biodegradacji, wpływa na jej przebieg. Niektóre metale (np. Cr, Zn, Cu, Ni) detergenty, cyjanki, cyjanowodór czy amoniak są inhibitorami metabolizmu mikroorganizmów beztlenowych.

28 Zawartość wody jest najważniejszym czynnikiem wpływającym na szybkość degradacji odpadów. Spełnia ona wiele funkcji w przebiegu procesów fermentacyjnych: jest środkiem transportu dla enzymów i pożywek dla bakterii, rozpuszcza metabolity, ułatwia bakteriom dostępność do substratów.

29 Po złożeniu odpadów tlen z powietrza jest zużywany przez bakterie aerobowe i grzyby do czasu aż jego stężenie zmniejszy się do poziomu uniemożliwiającego dalszy wzrost tych mikroorganizmów. Proces ten trwa w zależności od sposobu składowania odpadów od 3-12 tygodni i jest związany z wyraźnym wzrostem temperatury złoża zwłaszcza w warstwie powierzchniowej. Mikroorganizmy biorące udział w procesach fermentacyjnych znajdujące się w odpadach lub w glebie przylegających do składowiska, są to głównie bakterie i grzyby.

30 Odczyn odpadów decyduje także o prawidłowym rozwoju mikroorganizmów beztlenowych. Zmiana odczynu ph do poniżej 6 lub powyżej 8 powoduje zahamowanie ich rozmnażania. Mikroorganizmy beztlenowe są znacznie bardziej wrażliwe na toksyczne działanie soli niektórych metali (np. Ni, Cr, Cu) niż organizmy uczestniczące w procesach tlenowych.

31 BIOGAZ metan: 45 60% dwutlenek węgla: 25-35% azot: 7-10% tlen: < 3% pozostałe domieszki: <1% (np. siarkowodór, amoniak, etan, aceton, benzen)

32 GŁÓWNE CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA WYTWARZANIE GAZU WYSYPISKOWEGO skład odpadów (zawartość substancji organicznych w odpadach, ich podatność na rozkład) wilgotność złoża odpadów 40% - optymalna temperatura złoża odpadów (optymalna temp. procesu C) ph wiek odpadów przepuszczalność wysypiska (tlen jest czynnikiem inhibitującym wytwarzanie metanu) struktura odpadów (rozwinięcie powierzchni odpadów)

33 SPOSÓB POSTĘPOWANIA PRZY ODPAROWANIU BIOGAZU ZE SKŁADOWISKA 1. Ze względu na sposób odprowadzania gazów ze składowiska na odgazowanie: aktywne, bierne. 2. Ze względu na sposób postępowania z gazem na systemy: wentylacyjne, unieszkodliwiania gazu. 3. Ze względów konstrukcyjnych na systemy: poziome, pionowe, łączone.

34 SPOSOBY ZAGOSPODAROWANIA BIOGAZU 1. Otrzymanie energii cieplnej w wyniku: spalania bezpośredniego (dostarczenie gazu do sieci), ogrzewania wody. 2. Otrzymanie energii elektrycznej: z odzyskiem ciepła, bez odzysku ciepła. 3. Otrzymanie energii mechanicznej: w silnikach spalinowych, do napędu pojazdów.

35 MONITORING Monitoring oddziaływania składowiska na środowisko określenie szczegółowego zakresu monitoringu i kontroli podczas eksploatacji obiektu jak i po jej zakończeniu do 30 lat. Obejmuje: fazę przed-eksploatacyjną do uzyskania pozwolenia na użytkowanie składowiska odpadów, fazę eksploatacji od uzyskania pozwolenia na użytkowanie składowiska odpadów do uzyskania zgody na zamknięcie składowiska odpadów, fazę poeksploatacyjną przez 30 lat od uzyskania decyzji o zamknięciu składowiska odpadów.

36 WŁAŚCIWOŚCI TECHNOLOGICZNE ODPADÓW KOMUNALNYCH

37 PRZECIĘTNY SKŁAD GAZU ZE SKŁADOWISK KOMUNALNYCH

38 SCHEMAT BEZTLENOWEGO PROCESU ROZKŁADU FRAKCJI ORGANICZNEJ ODPADÓW KOMUNALNYCH

39 USZCZELNIENIE PODŁOŻA I SKARP Przesłony izolacyjne podłoża i przykrycia składowisk odpadów komunalnych wg niemieckich wymagań TA Siedlungsabfal z 1993r.

40 USZCZELNIENIE PODŁOŻA I SKARP

41 UJĘCIE I ODPROWADZENIE ODCIEKÓW Konstrukcja studni gazowej z rosnącym wsadem odpadów

42 UJĘCIE I ODPROWADZENIE ODCIEKÓW Studnia odgazowująca budowana w trakcie eksploatacji składowiska

43 UJĘCIE I ODPROWADZENIE ODCIEKÓW RURA ZEWNĘTRZNA PŁYTA NAZIEMNA STUDNI STOPA FUNDAMENTOWA RURA ODGAZOWUJĄCA OBSYPKA ŻWIROWA RURA DRENAŻOWA ODCIEKÓW GEOMEMBRANA USZCZELNIENIE MINERALNE Przyłączenie studni gazowej do istniejącego drenażu odcieków