GOSPODARKA ODPADAMI. Właściwości odpadów komunalnych

Transkrypt

1 GOSPODARKA ODPADAMI Właściwości odpadów komunalnych Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 1

2 CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTER ODPADÓW KOMUNALNYCH Odpady komunalne mają specyficzny charakter zmieniający się w zależności od wielu czynników, takich jak: rodzaj zabudowy, nasycenie terenu obiektami usługowymi oraz innymi obiektami niemieszkalnymi, wyposażenie techniczne i sanitarne budynków (szczególnie sposób ogrzewania). Istotny wpływ na skład tych odpadów mają też m.in.: stan zamożności mieszkańców, prowadzone selektywne zbieranie surowców wtórnych kompostowanie przydomowe, pory roku. Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 2

3 CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTER ODPADÓW KOMUNALNYCH Ze składem materiałowym odpadów wiążą się w bezpośredni sposób ich właściwości. Każdy ze składników charakteryzuje się bowiem określoną wilgotnością, zawartością substancji organicznej, wartością ciepła spalania. Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 3

4 BADANIA ODPADÓW PRZEPISY NORMOWE PN-93/ Z Odpady komunalne stałe. Oznaczanie składu morfologicznego wyodrębnia 10 podstawowych składników odpadów komunalnych, Nie przewiduje badań składu materiałowego oraz fizyko-chemicznego poszczególnych frakcji granulometrycznych oraz materiałowych. Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 4

5 BADANIA ODPADÓW W badaniach odpadów komunalnych stosuje się niekiedy metodologię rozszerzoną, która pozwala na uzyskanie bardziej szczegółowych wyników, przydatnych zwłaszcza do projektowania instalacji sortowania i mechaniczno-biologicznego oraz termicznego unieszkodliwiania zmieszanych odpadów komunalnych. Bada się np.: skład granulometryczny ( np. < 10 mm, mm, mm i > 100 mm) skład fizyczno-chemiczny poszczególnych frakcji sitowych oraz materiałów z nich wydzielonych. Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 5

6 BADANIA ODPADÓW Ze względu na znaczną zmienność składu i właściwości odpadów komunalnych, zależną od miejsca, jak i czasu wytwarzania, w celu uzyskania wiarogodnych wyników przeprowadza się badania składu w 4 cyklach z uwzględnieniem pór roku (okresów grzewczych), z uwzględnieniem rodzaju zabudowy. Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 6

7 Charakterystyka odpadów komunalnych stałych Znaczna zmienność ilościowo jakościowa w cyklu wieloletnim, rocznym i w poszczególnych porach roku Duża niejednorodność składu morfologicznego i chemicznego (także pozostałości po selektywnej zbiórce lub mechanicznym sortowaniu) Potencjalne zagrożenie higieniczno- sanitarne związane z obecnością drobnoustrojów chorobotwórczych w: odpadach komunalnych selektywnie gromadzonych odpadach biodegradowalnych ciekłych odpadach komunalnych (z osadników gnilnych, w osadach ściekowych i innych odpadach z oczyszczalni ścieków Niestabilność, podatność na procesy gnilne i wydzielanie odorów przez frakcję organiczną w miejscu powstawania, podczas utylizacji oraz unieszkodliwiania Obecność odpadów niebezpiecznych np. chemikaliów domowych Rosik Dulewska Cz. Podstawy Gospodarki Odpadami PWN, Warszawa

8 Właściwości technologiczne odpadów komunalnych Technologie unieszkodliwiania odpadów wymagają dobrej znajomości ich właściwości. Właściwości określa się na podstawie badań. Badania powinny dostarczyć informacji : o bieżących właściwościach odpadów o prognozowanych zmianach tych właściwości śledzić zmiany zachodzące w kolejnych latach (monitoring) Rosik Dulewska Cz. Podstawy Gospodarki Odpadami PWN, Warszawa

9 Zakres badań Zakres badań obejmuje zwykle 4 grupy wskaźników: ilościowe nagromadzenie odpadów właściwości fizyczne właściwości paliwowe właściwości nawozowe Rosik Dulewska Cz. Podstawy Gospodarki Odpadami PWN, Warszawa

10 Wskaźniki ilościowe objętościowy wskaźnik nagromadzenia w m3/mieszkańca/rok wagowy wskaźnik nagroamdzenia w kg/mieszkańca/rok nierównomierności nagromadzenia: dobowy, miesięczny, roczny Równocześnie wskazuje się źródła powstawania odpadów Rosik Dulewska Cz. Podstawy Gospodarki Odpadami PWN, Warszawa

11 Właściwości fizyczne Gęstość objętościowa odpadów w miejscach ich gromadzenia kg/m3 (tzn. w pojemnikach) zawartość frakcji (analiza sitowa): 0-10, 10-40, 40100, > 100 mm skład grupowy (analiza morfologiczna). 10 podstawowych grup materiałowych to: frakcja drobna (< 10 mm) odpady spożywcze pochodzenia roślinnego zwierzęcego odpady papieru i tektury tworzywa sztuczne odpady tekstylne metale szkło pozostałe odpady organiczne pozostałe odpady Rosik Dulewska Cz. Podstawy Gospodarki Odpadami PWN, Warszawa 2002 nieorganiczne 11

12 6 Objętość 1 tony odpadów komunalnych 5.7 W pojemniku 5 W samochodzie Na składowisku 1.7 Rozdrobnione i zbelowane 0.9 po spaleniu Objętość 1 tony odpadów (m3) Oleszkiewicz J. Eksploatacja składowiska odpadów. Poradnik decydenta Lem Projekt, Kraków

13 Sieja L. Charakterystyka odpadów komunalnych na podstawie badań w wybranych miastach Polski Ochrona powietrza i problemy odpadów Nr 1/

14 Sieja L. Charakterystyka odpadów komunalnych na podstawie badań w wybranych miastach Polski Ochrona powietrza i problemy odpadów Nr 1/

15 Sieja L. Charakterystyka odpadów komunalnych na podstawie badań w wybranych miastach Polski Ochrona powietrza i problemy odpadów Nr 1/

16 Właściwości paliwowe Zawartość wody (wilgotność) zawartość części palnych zawartość części niepalnych części lotne ciepło spalania wartość opałowa (w tym robocza) składniki agresywne (SO2, HCl, N2O5) skład elementarny części palnych (C, H, S, N, Cl, O) Rosik Dulewska Cz. Podstawy Gospodarki Odpadami PWN, Warszawa

17 Właściwości nawozowe ogólna zawartość substancji organicznej zawartość węgla zawartość azotu zawartość fosforu zawartość potasu zawartość metali ciężkich (np.. Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn) Rosik Dulewska Cz. Podstawy Gospodarki Odpadami PWN, Warszawa

18 BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA W latach wykonano badania składu odpadów komunalnych Wrocławia: z wydzieleniem frakcji <10 mm, mm, mm, mm, mm oraz > 100 mm w czterech seriach: wiosna (W), lato (L), jesień (J), zima (Z). Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 18

19 BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA W każdej z serii badano odpady z trzech środowisk Wrocławia, różniących się strukturą zabudowy oraz standardem wyposażenia mieszkań: 1. Środowisko 1-nowe osiedla z zabudową wielorodzinną, centralny system ogrzewania, 2. Środowisko 2-centrum miasta, stara i nowa zabudowa, mieszany system ogrzewania (centralne i indywidualne), 3. Środowisko 3- zabudowa rozproszona, peryferyjna, podmiejska, jedno- i wielorodzinna, ogrzewanie lokalne gazowe i węglowe (koksowe). Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 19

20 RĘCZNE SORTOWANIE ODPADÓW Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 20

21 BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA W seriach wiosennej i letniej dzielono odpady na 4 frakcje, w seriach jesiennej i zimowej na 6 frakcji poprzez sortowanie na sitach ręcznych (jak na poprzednim rysunku). Frakcje >100 mm i mm z serii W i L oraz frakcje >100 mm, mm i mm z serii J, Z były dzielone na 34 podkategorie, frakcje mm z serii W, L oraz frakcja mm z serii J i Z dzielono na 11 kategorii. Każda z kategorii wydzielonych poprzez ręczne sortowanie była ważona. Kategorie oraz podkategorie były zgodne z metodologią SWA-Tool, opracowaną w ramach projektu europejskiego [1] tabela 1. Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 21

22 BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA KATEGORIA PODKATEGORIA GŁÓWNA ORGANIKA Odpady kuchenne, stołówkowe uleg. Biodegradacji Odpady z ogrodów/parków uleg. Biodegradacji Inne odpady ulegające biodegradacji Inne odpady ulegające biodegradacji DREWNO Drewno nie poddawane obróbce Drewno poddawane obróbce Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 22

23 BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA KATEGORIA PODKATEGORIA GŁÓWNA PAPIER I TEKTURA Papier/tektura opakowaniowe P a pier/tek tura niebiodeg ra dow a lne Papier/tektura opakowaniowe Gazety Pozostałe papier tektura nie opakowaniowe Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 23

24 BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA KATEGORIA PODKATEGORIA GŁÓWNA TWORZYWA Woreczki z tworzyw SZTUCZNE opakowaniowe Woreczki z tworzyw -nieopakowaniowe Butelki/słoiki z tworzyw opakowaniow e Pozostałe opakowania z tworzyw Nieopakowania z tworzyw Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 24

25 BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA KATEGORIA PODKATEGORIA GŁÓWNA SZKŁO Opakowania szklane-białe Opakowania szklane-brązowe Opakowania szklane-inne Szkło nieopakowaniowe Opakowania szklane-białe TEKSTYLIA Odzież Tekstylia inne niż odzież Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 25

26 BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA KATEGORIA PODKATEGORIA GŁÓWNA METALE Opakowania żelazne Opakowania nieżelazne Inne odpady żelazne ODPADY NIEBEZPIECZNE Inne odpady nieżelazne Baterie/Akumulatory Pozostałe odpady niebezpieczne Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 26

27 BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA KATEGORIA PODKATEGORIA GŁÓWNA WIELOMAT ERIAŁOWE Opakowania wielomateriałowe Nieopakowaniowe odpady wielomateriałowe Odpady sprzętu elektrycznego i elektronicznego Opakowania wielomateriałowe Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 27

28 BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA KATEGORIA PODKATEGORIA GŁÓWNA INNE Pozostałe inertne KATEGORIE Pieluchy Odpady z ochrony zdrowia/biologiczne Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 28

29 BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 29

30 Skład odpadów Wrocławia w latach Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 30

31 BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 31

32 Skład morfologiczny odpadów w Polsce, mierzony w procentach grupa odpadów duże miasta małe miasta frakcja drobna odpady spożywcze, roślinne, zwierzęce makulatura tworzywa sztuczne tekstylia szkło metale pozostałe organiczne pozostałe nieorganiczne 10,4 28,0 obszary wiejskie 22,0 33,5 22,6 7,2 14,0 8,5 2,5 2,5 12,5 5,5 11,0 15,5 4,6 2,3 1,2 1,5 10,4 8,0 18,0 32,0 3,0 10,6 4,1 3,6 5,0 Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 32

33 ILOŚĆ ODPADÓW KOMUNALNYCH WYWIEZIONYCH (ZEBRANYCH) W LATACH (w tys. Mg) Rok: 2000 Ilość odpadów , ,8 Zdeponowane na , , , ,1 składowiskach Unieszkodliwiane w spalarniach i w kompostowniach 2, ,5 14, ,9 6, ,8 170,5 33

34 ISKA Inteligentne sposoby usuwania odpadów komunalnych 34

35 WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW ISTOTNE Z PUNKTU WIDZENIA KONSTRUKCJI SKŁADOWISKA Zagęszczalność odpadów Gęstość objętościowa odpadów na składowisku Parametry wytrzymałościowe (analogiczne, jak dla gruntów): kąt tarcia wewnętrznego ( Φ [deg]) Kohezja (c [kpa]) Odkształcalność jako miarę odkształcalności można przyjąć edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej Mo (kpa) współczynnik ściśliwości pierwotnej (Cp) Moduł odkształcenia Es (kpa) 35

36 WŁAŚCIWOŚCI RÓŻNYCH MATERIAŁÓW ISTOTNE PRZY SPRAWDZANIU STATECZNOŚCI SKŁADOWISKA Rodzaj materiału Gęstość objetościowa Gęstość obj. przy pełnym nasycniu porów wodą Kohezja Kąt tarcia wewnętrznego (kpa) (deg) (t/m ) (t/m ) Rodzime iły i gliny 2,0 2,1 2,1 2, Ił rodzimy (Yorkville) 2,2 2, Obsypka drenażowa 1,8 1, Odpady 1,0 2,1 1,0 2,2 9, Gładka geomembrana HDPE (60 mil) 0,9 0,9 0 8 Teksturowana geomembrana HDPE (40 mil) 0,9 0, Zagęszczona glina Zewn. warstwa gruntu organicznego 3 Bogner J., Reddy K., Spokas K.: Dynamic Water balance Aspects of Bioreactor Landfills VIIIth Int. Waste Management and Landfill Symposium, Sardiania, Italy, X

37 Pisarczyk S.: Grunty nasypowe. Właściwości geotechniczne i metody badania. Oficyna Wyd. Polit. Warszawskiej W-wa

38 Pisarczyk S.: Grunty nasypowe. Właściwości geotechniczne i metody badania. Oficyna Wyd. Polit. Warszawskiej W-wa

39 Pisarczyk S.: Grunty nasypowe. Właściwości geotechniczne i metody badania. Oficyna Wyd. Polit. Warszawskiej W-wa

40 Pisarczyk S.: Grunty nasypowe. Właściwości geotechniczne i metody badania. Oficyna Wyd. Polit. Warszawskiej W-wa

41 BADANIE WYTRZYMAŁOŚCI NA SCINANIE IN SITU PRÓBKA Z OBCIĄŻENIEM Salomo K.P.,Krüger D.:Grossrahmenversuche auf der Deponie Wernsdorf,Müll und Abfall. Erich Schmidt Verlag GmbH&Co, Berlin, X

42 UKŁAD BADAWCZY Z WYKORZYSTANIEM SPYCHACZA JAKO PRZECIWWAGI Salomo K.P.,Krüger D.:Grossrahmenversuche auf der Deponie Wernsdorf,Müll und Abfall. Erich Schmidt Verlag GmbH&Co, Berlin, X

43 ZALEŻNOŚĆ MIĘDZY NAPRĘŻENIAMI ŚCINAJĄCYMI, A NAPRĘŻENIAMI NORMALNYMI Salomo K.P.,Krüger D.:Grossrahmenversuche auf der Deponie Wernsdorf,Müll und Abfall. Erich Schmidt Verlag GmbH&Co, Berlin, X

44 WIELKOŚĆ KĄTA TARCIA WEWNĘTRZNEGO I KOHEZJI W ZALEŻNOŚCI OD PRZEMIESZCZEŃ Wniosek: Wraz z rosnącymi przemieszczeniami maleje kohezja oraz nieznacznie wzrasta kąt tarcia wewnętrznego. Spadek wartości kohezji jest spowodowany rozrywaniem i wyciąganiem włókien i folii. Salomo K.P.,Krüger D.:Grossrahmenversuche auf der Deponie Wernsdorf,Müll und Abfall. Erich Schmidt Verlag GmbH&Co, Berlin, X

45 Pisarczyk S.: Grunty nasypowe. Właściwości geotechniczne i metody badania. Oficyna Wyd. Polit. Warszawskiej W-wa

46 KPGO