Możliwości termicznego zagospodarowania komunalnych osadów ściekowych za pomocą MST w gospodarce paliwowej na przykładzie przemysłu cementowego

Podobne dokumenty
POTENCJAŁ WYKORZYSTANIA ODPADÓW BIODEGRADOWALNYCH NA CELE ENERGETYCZNE W WOJEWÓDZTWIE POMORSKIM

Koncepcja modelu logistycznego zagospodarowania i transportu osadów ściekowych na przykładzie wybranego regionu

Termiczne przekształcanie odpadów komunalnych w Polsce stan obecny i perspektywy rozwoju

startu do budowania i

Szanse i metody zagospodarowania osadów ściekowych zgodnie z wymogami środowiskowymi

I Forum Dialogu Nauka - Przemysł Warszawa, 9-10 października 2017 r.

Proces Innowacji. Emilia den Boer Ryszard Szpadt Politechnika Wrocławska. Urząd Marszałkowski Dolnego Śląska. Wrocław, 23 listopad 2011

Przemysł cementowy w Gospodarce o Obiegu Zamkniętym

Krajowy Program Gospodarki Odpadami

Dr Sebastian Werle, Prof. Ryszard K. Wilk Politechnika Śląska w Gliwicach Instytut Techniki Cieplnej

PALIWA FORMOWANE. Co to są paliwa formowane? Definicja i nazewnictwo.

Geneza i założenia Programu GEKON. Efektywne wykorzystanie energii w dużych przedsiębiorstwach. Ekumulator - ekologiczny akumulator korzyści

Bilans potrzeb grzewczych

Unieszkodliwianie komunalnych osadów ściekowych

Niskoemisyjne kierunki zagospodarowania osadów ściekowych. Marcin Chełkowski,

Miejsce termicznych metod przekształcania odpadów w Krajowym Planie Gospodarki Odpadami

Fundusze unijne dla województwa opolskiego w latach

Planowanie zintegrowanego systemu gospodarki odpadami komunalnymi w województwie śląskim

osadów ściekowych w Polsce Marek Jerzy Gromiec Wyższa Szkoła Ekologii i Zarządzania

Ocena cyklu życia (LCA) w systemie gospodarki odpadami

Uwzględniono. W uzasadnieniu do Programu dodano zapisy dotyczące energii wiatrowej.

AKTUALNY STAN I NIEZBĘDNE DZIAŁANIA WYZNACZONE W PLANACH GOSPODARKI ODPADAMI W POLSCE

NOVAGO - informacje ogólne:

Rozdział 4. Bilans potrzeb grzewczych

Zespół C: Spalanie osadów oraz oczyszczania spalin i powietrza

Paliwa alternatywne z odpadów komunalnych dla przemysłu cementowego

Zagospodarowanie osadów ściekowych

Co można nazwać paliwem alternatywnym?

GOSPODARKA ODPADAMI. Dr Ewa Mańkowska Zastępca Prezesa

Krajowy Program Oczyszczania Ścieków Komunalnych - czy jego wypełnienie jest realne? Witold Sumisławski Prezes Krajowego Zarządu Gospodarki Wodnej

Krajowy Plan Gospodarki Odpadami 2014

UCHWAŁA NR /2012 Sejmiku Województwa Opolskiego z dnia 2012 r.

Rola spalarni w gospodarce odpadami w Polsce. Warszawa, 16 kwietnia 2013 r.

ZINTEGROWANA GOSPODARKA ODPADAMI KOMUNALNYMI WOJEWÓDZTWO ŚLĄSKIE MIEJSCOWOŚĆ TŁO PRZEDSIĘWZIĘCIA

Korzystanie ze środowiska wynikające z eksploatacji inwestycji przedsięwzięć mogących znacząco oddziałowywać na środowisko

Termiczne metody przekształcania odpadów komunalnych w Krajowym Planie Gospodarki Odpadami

G S O P S O P D O A D R A K R I K NI N SK S O K E O M

Program priorytetowy NFOŚiGW Zagospodarowanie osadów ściekowych

Biogaz i biomasa -energetyczna przyszłość Mazowsza

Innowacje chroniące środowisko. Woda. Surowce. Energia.

Paliwa z odpadów możliwości i uwarunkowania wdrożenia systemu w Polsce

OŚ PRIORYTETOWA III RPO WO GOSPODARKA NISKOEMISYJNA KRYTERIA MERYTORYCZNE SZCZEGÓŁOWE

Warszawa - energetyka przyjazna klimatowi

Kursy: 12 grup z zakresu:

ROZDZIAŁ 2: Charakterystyka i ocena aktualnego stanu środowiska Powiatu

Wprowadzenie. Paliwa z odpadów. Aleksander Sobolewski, Maria Bałazińska Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla

Bibliografia. Akty prawne

Inżynieria Środowiska dyscypliną przyszłości!

Wojewódzki Plan Gospodarki Odpadami dla Mazowsza

PO CO NAM TA SPALARNIA?

INNOWACYJNA TECHNOLOGIA UTYLIZACJI OSADÓW ŚCIEKOWYCH

Przemysł cementowy w Polsce

Gospodarka odpadami komunalnymi w kontekście GOZ-nieefektywność systemu

Planowanie gospodarki odpadami w Polsce w świetle. Krajowego planu gospodarki odpadami 2010

OŚ PRIORYTETOWA III RPO WO GOSPODARKA NISKOEMISYJNA KRYTERIA MERYTORYCZNE SZCZEGÓŁOWE

Seminarium organizowane jest w ramach projektu Opolska Strefa Zeroemisyjna model synergii przedsiębiorstw (POKL /11) Projekt

Prezentacja dobrych praktyk w zakresie systemów gromadzenia odpadów i wytwarzania paliwa z odpadów

Inżynier środowiska stale potrzebny

Bibliografia. Akty prawne

Energetyka odnawialna w procesie inwestycyjnym budowy zakładu. Znaczenie energii odnawialnej dla bilansu energetycznego

Rola biogazowni w klastrze energetycznym. Sylwia Koch-Kopyszko

Opole, dnia 27 września 2012 r. Poz UCHWAŁA NR XX/272/2012 SEJMIKU WOJEWÓDZTWA OPOLSKIEGO. z dnia 28 sierpnia 2012 r.

Gospodarka odpadami komunalnymi w województwie lubelskim w 2014 roku

Projekt założeń do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe gminy miejskiej Mielec Piotr Stańczuk

GOSPODAROWANIE ODPADAMI, ZE SZCZEGÓLNYM UWZGLĘDNIENIEM WSI, W ŚWIETLE DANYCH STATYSTYCZNYCH Instytut Technologiczno-Przyrodniczy w Falentach Prof.

OŚ PRIORYTETOWA III RPO WO GOSPODARKA NISKOEMISYJNA KRYTERIA MERYTORYCZNE SZCZEGÓŁOWE

5. PROGNOZOWANE ZMIANY W GOSPODARCE ODPADAMI KOMUNALNYMI

Wprowadzenie. Paliwa z odpadów. Aleksander Sobolewski, Maria Bałazińska Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla

Plan gospodarki odpadami dla województwa mazowieckiego 2024

Plan gospodarki niskoemisyjnej dla Gminy Stare Miasto. - podsumowanie realizacji zadania

Biogazownia utylizacyjna uzupełnieniem krajowego systemu gospodarki odpadami

Współpraca cementowni z władzami lokalnymi w zakresie gospodarki odpadami

Krajowe Inteligentne Specjalizacje Grupa 11

Polityka energetyczna w UE a problemy klimatyczne Doświadczenia Polski

ROZBUDOWA CIEPŁOWNI W ZAMOŚCIU W OPARCIU O GOSPODARKĘ OBIEGU ZAMKNIĘTEGO. Sierpień 2018

Dobry klimat dla powiatów Gospodarka odpadami Gospodarka komunalna

Wyzwania w gospodarce odpadami komunalnymi w świetle strategii wyznaczonej w krajowym planie gospodarki odpadami

Opole, dnia 14 kwietnia 2017 r. Poz UCHWAŁA NR XXVII/307/2017 SEJMIKU WOJEWÓDZTWA OPOLSKIEGO. z dnia 28 marca 2017 r.

Energetyka przemysłowa.

Wykorzystanie biomasy na cele energetyczne w UE i Polsce

Paliwa alternatywne w polskiej energetyce doświadczenia technologiczne i szanse rozwojowe Projekt budowy bloku na paliwo alternatywne RDF

Warunki realizacji zadania

PLAN GOSPODARKI NISKOEMISYJNEJ DLA MIASTA MYSŁOWICE. Spotkanie informacyjne Mysłowice, dn. 16 grudnia 2014 r.

Możliwości i uwarunkowania dla termicznego odzysku energii z RDF (odpady palne) i SRF (paliwa wtórne) w Polsce

Grupa technologii składowych Dziedzina nauki Dyscyplina naukowa. Technologie medyczne (ochrony zdrowia)

AKTUALNE UWARUNKOWANIA PRAWNE DOTYCZĄCE PRZECIWDZIAŁANIU ZJAWISKU NISKIEJ EMISJI

Załącznik do uchwały nr 72/2014, Rady Nadzorczej WFOŚiGW w Lublinie z dnia 27 czerwca 2014 r.

Gospodarka osadowa - konieczność zmian strategicznych decyzji

Osiągnięty poziom ograniczenia BIO

Rozdział I. Infrastruktura Komunalna. Infrastruktura Komunalna 9 INFRASTRUKTURA KOMUNALNA 11

Jak poprawić jakość powietrza w województwie śląskim?

OŚ PRIORYTETOWA III RPO WO GOSPODARKA NISKOEMISYJNA KRYTERIA MERYTORYCZNE SZCZEGÓŁOWE

Działanie 4.1,, Odnawialne źródła energii (typ projektu: Infrastruktura do produkcji i dystrybucji energii ze źródeł odnawialnych)

Podsumowanie i wnioski

OŚ PRIORYTETOWA V RPO WO OCHRONA ŚRODOWISKA, DZIEDZICTWA KULTUROWEGO I NATURALNEGO KRYTERIA MERYTORYCZNE SZCZEGÓŁOWE

ENERGIA Z ODPADO W NOWE MOZ LIWOS CI DLA SAMORZA DO W. ROZWIA ZANIA I TECHNOLOGIE. Aleksander Sobolewski Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla

Mechaniczno biologiczne metody przetwarzania odpadów (MBP) technologie wykorzystania

Ścieki, zanieczyszczenia, jakość wody Klara Ramm Szatkiewicz Dyrektor Departamentu Planowania i Zasobów Wodnych - Krajowy Zarząd Gospodarki Wodnej

Skierniewice, r. Plan Gospodarki Niskoemisyjnej

ZałoŜenia strategii wykorzystania odnawialnych źródeł energii w województwie opolskim

Transkrypt:

DUCZKOWSKA-KĄDZIEL Anna 1 WASILEWSKI Marek 2 DUDA Jerzy 3 Możliwości termicznego zagospodarowania komunalnych osadów ściekowych za pomocą MST w gospodarce paliwowej na przykładzie przemysłu cementowego WSTĘP W artykule przedstawiono opis problemu związanego z gospodarką osadami ściekowymi w świetle obowiązujących w Polce regulacji prawnych. Zaprezentowano możliwość docelowego kierunku wykorzystania odpadów z oczyszczalni komunalnych z wykorzystaniem metody termicznej, która jest bezpieczna ekologicznie i uzasadnioną ekonomicznie metodą ich zagospodarowania. Potwierdzeniem jest ilość budowanych suszarni oraz stacji termicznego przekształcenia komunalnych osadów ściekowych. Przedstawiono na przykładzie województwa opolskiego propozycję modelu zagospodarowania osadów ściekowych w przedsiębiorstwie produkcyjnym przy wykorzystaniu narzędzi logistycznych (MST Minimum SpeningTree) wspomagających określenie optymalnych tras transportu. 1 OSADY ŚCIEKOWE PROBLEM CZY SZANSA NA ZRÓWNOWAŻONY ROZWÓJ REGIONU? Już wkrótce podstawowym problemem logistycznym dla miast i regionów dotyczącym gospodarki komunalnej jak również ochrony środowiska będzie określenie nowych metod zagospodarowania osadów ściekowych. Na skutek nowelizacji rozporządzenia o odpadach (Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dn. 12 czerwca 2007r., Dz. U. Nr 186, poz. 1553), która zgodnie z Dyrektywą 86/278/ECC (tzw. Osadowa The SewageSludge Directive) oraz Dyrektywą 99/31/EC, ogranicza rolnicze i pozarolnicze wykorzystanie osadów ściekowych, a także możliwość ich składowania na składowiskach odpadów, zachodzi konieczność zmiany w dotychczasowym modelu gospodarki komunalnej niemal we wszystkich regionach Polski. Racjonalnym sposobem, mogącym przyczynić się do rozwiązania problemu jest logistyczna synergia przedsiębiorstw produkcyjnych z podmiotami odpowiedzialnymi za gospodarkę komunalną w zakresie wykorzystania osadów ściekowych w przemyśle. Odnieść to można do zlokalizowanych w regionach oczyszczalni ścieków i przedsiębiorstw, które mogą zagospodarować wytworzone osady, jako rodzaj alternatywnego paliwa. Ciągły rozwój aglomeracji mierzony przestrzennym rozrastaniem się oczyszczalni ścieków wymaga ze strony władz zastosowania najbardziej optymalnych zasad zarządzania logistycznego dotyczącego zagospodarowania osadów ściekowych. Logistyka jest tą dziedziną, która w znaczący sposób może przyczynić się do uporządkowania gospodarki odpadami komunalnymi, jak również zwiększyć potencjał ekonomiczny przedsiębiorstw poprzez szeroko pojętą redukcję kosztów. Na skutek wielomilionowych inwestycji realizowanych na obszarze niemal wszystkich gmin naszego kraju, od roku 2004 nastąpił skok cywilizacyjny, który niewątpliwie przejdzie do historii. Jest on wyraźnie zauważalny w rozwoju infrastruktury ekologicznej dotyczącej ilości wybudowanych oczyszczalni ścieków oraz sieci wodno-kanalizacyjnych. W wyniku nowych inwestycji już ponad 85% mieszkańców miast oraz 20% mieszkańców wsi ma dostęp do sieci wodno-kanalizacyjnych. Z danych GUS wynika, iż na koniec 2012 roku sieć wodociągowa na terenie kraju wynosiła ponad 283,1 tys. km i zwiększyła się w stosunku do roku poprzedniego o prawie 2% (tj. o 4,8 tys. km). Na terenach wiejskich sieci wodociągowe stanowiły prawie 78% całkowitej długości sieci w Polsce. W 1 Politechnika Opolska, Wydział Inżynierii Produkcji i Logistyki, 45-758 Opole, ul. Prószkowska 76, a.duczkowska-kadziel@po.opole.pl 2 Politechnika Opolska, Wydział Inżynierii Produkcji i Logistyki, 45-758 Opole, ul. Prószkowska 76, m.wasilewski@po.opole.pl 3 Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Nysie, 48-300 Nysa, ul. Armii Krajowej 7, jerzyduda@onet.eu 3286

2012 r. na wsi przybyło prawie 4 tys. km nowych sieci. Z kolei długość sieci kanalizacyjnej w roku 2012 wyniosła prawie 126 tys. km i zwiększyła się w stosunku do roku poprzedniego o prawie 7% (tj. w przybliżeniu o 8 tys. km). W samym roku 2012na terenach wiejskich przybyło ponad 6 tys. km nowych sieci (przyrost o 9,8%), a w miastach prawie 2 tys. km (tj. o 3%). Według danych GUS w roku 2011 ilość komunalnych osadów ściekowych wytworzonych w Polsce wynosiła 519,2 tys. Mg s.m. Z kolei prognozowana, wg KPGO2014 na 2015r. ilość suchej masy komunalnych osadów ściekowych osiągnie poziom 642,4 tys. Mg i będzie wykazywać tendencję wzrostową w kolejnych latach. Tak duża masa osadów już wkrótce będzie stwarzać ogromne problemy w ich zagospodarowaniu. Efektem ubocznym budowy nowych sieci wodociągowych jest wzrost zużycia wody, a w konsekwencji wzrost ilości wytworzonych osadów ściekowych. W 2012 roku największe zużycie wody przez gospodarstwa domowe w przeliczeniu na 1 mieszkańca odnotowano w województwach mazowieckim 36,1 m 3 i wielkopolskim 35,4 m 3, podczas gdy najmniejsze w województwach podkarpackim 22,4 m 3 i małopolskim 26,6 m 3. Na rysunku 1 przedstawiono produkcję komunalnych osadów ściekowych (GUS 2013) wraz z prognozą wg czterech możliwych scenariuszy. Rys.1. Produkcja komunalnych osadów ściekowych (GUS 2013) wraz z prognozą wg różnych scenariuszy (tys. Mg/a)[1] Z racji swojej wielkości, a także wyraźnie rolniczego charakteru, województwo opolskie jest dobrym regionem do podjęcia próby przedstawienia możliwego modelu logistycznego, w którym istnieje jedna duża oczyszczalnia ścieków oraz spora ilość małych i bardzo małych oczyszczalni ścieków, a także funkcjonuje historycznie uwarunkowany i dobrze rozwinięty przemysł cementowy. W 2001r. jak podają dane statystyczne GUS w województwie opolskim czynnych było 50 komunalnych oczyszczalni ścieków, obsługujących 545 400 mieszkańców, co stanowiło 50,5% całkowitej ich liczby. Już w roku 2010r. liczba oczyszczalni wynosiła 73, zaś ilość obsługiwanych mieszkańców wyniosła 609 718. Zatem w przeciągu 9 lat nastąpił wzrost liczby oczyszczalni o 46%. W tabeli 1 przedstawiono porównanie funkcjonujących na terenie województwa opolskiego oczyszczalni ścieków z rozbiciem na stosowane technologie w latach 2001 i 2010 (Tabela 1). Tab. 1. Ilość i rodzaj oczyszczalni ścieków w latach 2001 i 2010 w województwie opolskim. Rodzaj oczyszczalni ścieków Ilość oczyszczalni Ogółem Mechaniczna Biologiczna [szt.] Z podwyższonym usuwaniem biogenów Liczba obsługiwanych mieszkańców W roku 2001 50 2 34 14 545400 W roku 2010 73 3 47 23 609718 3287

Zauważalny wzrost ilości oczyszczalni ścieków w województwie proporcjonalnie przełożył się na wzrost osadów ściekowych. Tabela 2 prezentuje dynamikę wzrostu suchej masy osadów wytworzonej przez wybrane, największe oczyszczalnie ścieków województwa opolskiego w latach 1999-2013. Tab. 2 Ilość osadów ściekowych w Mg suchej masy w latach 1999 i 2009-2013. Lp. Miejscowość Ilość osadów ściekowych w Mg suchej masy 1999 2009 2010 2011 2012 2013 1 Opole 3000 3595,9 4438,1 5067,68 5067,68 4964,2 2 Strzelce Opolskie 949 665,9 432,45 342,32 513,41 513,41 3 Brzeg 985 575,76 516 487,22 565,45 832,03 4 Namysłów 547 322,05 320,77 300,33 603,01 982,7 5 Kędzierzyn -Koźle 2000 2210 2033,76 2617,2 1630,9 1597,9 6 Nysa 913 1830 1955 2454 1946 1995 7 Krapkowice 2190 1128 824,6 909 1502,3 1502,3 8 Grodków 584 110 264 183 196 164 9 Głubczyce 511 420 445 534,71 504 747,43 10 Prudnik 500 526 479 445,19 453,48 702,53 SUMA 12179 11383,61 11708,68 13340,65 12982,23 14001,5 W świetle unijnej dyrektywy 86/278/EWG, ograniczającej dotychczasowe sposoby wykorzystywania osadów ściekowych, ich wzrost może dla wielu gmin okazać się poważnym problemem ekologiczno logistycznym. Dotychczasowe sposoby zagospodarowania osadów ściekowych bez trudu rozwiązywały problem z ich magazynowaniem oraz utylizacją. W myśl nowych regulacji zawartych w znowelizowanym rozporządzeniu o odpadach (rozporządzenie Ministra Gospodarki z 12 czerwca 2007r. DzU nr 121, poz. 832) oraz zgodnie z Krajowym Planem Gospodarki Odpadami, głównym pozarolniczoprzyrodniczym sposobem ich wykorzystania w roku 2020 będzie utylizacja termiczna. Jak wiele jest do zrobienia, aby osiągnąć planowane założenia przedstawia tabela 3 prezentująca dane ilościowe oraz dotychczasowe sposoby zagospodarowania osadów ściekowych w latach 2001 i 2010. Z tabeli jednoznacznie wynika, iż jeszcze 4 lata temu utylizacja termiczna w województwie opolskim nie miała miejsca, jednakże dziś istniejące w przemyśle technologie mogą szybko tę sytuację odmienić. Tab.3. Ilość i sposób zagospodarowania osadów ściekowych w województwie opolskim w latach 2001 i 2010. Osady Kompostowanie Magazynowanie Składowanie Rolnicze Termiczne Lata wytworzone Lata w Mg suchej masy 2001 9729 509 6106 4660 790-2001 2010 15 112 276 1530 3369 4360-2010 Dzięki wielu korzyściom płynącym z zastosowania technologii termicznych ich dalszy rozwój może sprawić, iż za parę lat będzie to dominujący sposób zagospodarowania wytwarzanych osadów ściekowych. 2 TECHNOLOGIE TERMICZNE SZANSĄ NA ROZWIĄZANIE PROBLEMU ZAGOSPODAROWANIA OSADÓW ŚCIEKOWYCH Polityka energetyczna UE nakłada na kraje członkowskie obowiązek zwiększenia udziału energii odnawialnej w ogólnym bilansie energetycznym. Zgodnie z pakietem klimatyczno-energetycznym [2], Polska do 2020 roku jest zobowiązana m.in. doprowadzić do wzrostu udziału energii z odnawialnych źródeł do 15%. Udział energii z OZE obejmuje produkcję energii elektrycznej, ciepła oraz paliw. 3288

W związku z tym, do głównych działań przemysłu należy obecnie rozwój innowacyjnych, czystych technologii. Mimo znacznego postępu w rozwoju technologii bezopadowych oraz rozwoju technik recyklingu, co wpłynęło na istotne zmniejszenie ilość odpadów przemysłowych, aktualny jest ciągle problem ich utylizacji. Dotyczy to zwłaszcza odpadów komunalnych oraz osadów ściekowych. Występujący już brak terenów na składowiska odpadów komunalnych oraz ograniczone możliwości wykorzystania rolniczego lub składowania osadów ściekowych na składowiskach powodują, że poszukuje się innych metod ich likwidacji. Jak wynika z doświadczeń światowych oraz zgodnie z dyrektywą UE, termiczna utylizacja odpadów jest jednym z najskuteczniejszych sposobów likwidacji odpadów, zwłaszcza zawierających substancje organiczne. W ostatnich latach przemysł cementowy w znaczący sposób włączył się do rozwiązania problemu utylizacji odpadów z innych gałęzi przemysłu i komunalnych. Zainteresowanie problematyką wykorzystania odpadów wynika z jednej strony z dążenia do obniżenia kosztów produkcji (obniżenia zużycia węgla), a z drugiej strony, z występującego już braku lub złej jakości surowców naturalnych do produkcji cementu, zwłaszcza margli. Działalność taka jest zgodna z jedną z podstawowych zasad zrównoważonego rozwoju kraju, która zakłada racjonalne gospodarowanie nieodnawialnymi zasobami i zastępowanie ich substytutami z odpadów. Korzyści dla środowiska ze stosowania odpadów w procesie produkcji cementu to m.in.: ograniczenie degradacji terenów rolniczych (zmniejszenie wydobycia surowców naturalnych w tym węgla), całkowite wykorzystanie niepalnych części odpadów paliw alternatywnych (wyeliminowanie składowania produktów spalania żużli, popiołu), zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych.[3] Rys.2. Sposoby wykorzystania odpadów w procesie produkcji cementu Paliwa alternatywne z odpadów wykorzystywane w piecu obrotowym, muszą- oprócz minimalnej wartości opałowej- spełniać dodatkowo szereg innych wymagań wynikających z technologii procesu wypalania klinkieru cementowego. Z technologicznego punktu widzenia paliwo alternatywne można scharakteryzować za pomocą: składu chemicznego i jego zmienności, własności fizycznych, wartości opałowej, składu chemicznego i własności stałych produktów spalania (popiołu). W zależności od rodzaju odpadu i jego własności fizycznych oraz składu chemicznego, można przygotować odpowiednie dla danego pieca paliwo alternatywne, które pozwoli uzyskać dodatni efekt 3289

ekonomiczny i nie spowoduje zagrożenia, dla jakości klinkieru i środowiska (wzrostu emisji pyłów i szkodliwych gazów). W procesie wypalania klinkieru cementowego w kraju najczęściej, jako paliwo alternatywne wykorzystuje się[4]: zużyte opony samochodowe i odpady gumowe, rozdrobnione odpady komunalne (tzw. RDF - RefuseDerivedFuel), osady ściekowe, mączki i tłuszcze zwierzęce. Aby nowe technologie wykorzystania paliw alternatywnych np. osadów ściekowych mogły być stosowane należy przeprowadzić wielokryterialną analizę optymalizacyjną, na którą wpływa wiele czynników m.in. ilość osadów ściekowych w danym regionie, kaloryczność. Niezbędna jest także znajomość szeregu uwarunkowań i czynników ekonomicznych niezwiązanych bezpośrednio z wartością potencjału czy kaloryczności, lecz także z możliwością jego wykorzystania. Sam proces szacowania dowozu ilości osadów ściekowych powinien zaś stanowić element wieloetapowej i wielokryterialnej analizy optymalizacyjnej. Jednym z istotnych składników zadania optymalizacyjnego procesu pozyskiwania i energetycznego wykorzystywania osadów ściekowych, jest znajdowanie optymalnych rozwiązań związanych z jej transportem. 3 MODEL LOGISTYCZNY ZAGOSPODAROWANIA OSADÓW ŚCIEKOWYCH W WOJEWÓDZTWIE OPOLSKIM Rozwiązaniem problemów związanych z zagospodarowaniem osadów ściekowych w województwie opolskim zależeć może od przełożenia modeli wykorzystywanych w logistyce paliw. Logistyka paliw jest tą dziedziną, która w znaczący sposób może przyczynić się do uporządkowania gospodarki odpadami komunalnymi w regionie. Należy wprowadzić prawidłowy układ łańcuchów logistycznych, który pozwoli odpowiednio ukształtować relacje między oczyszczalniami ścieków, a ich odbiorcami. Takie działania będą szczególnie ważnym określeniem przemian regionalnych i transformacji procesów gospodarczych, jakie dokonują się w gospodarkach nowo przyjętych krajów UE. Organizowanie tych relacji powinno dążyć do koordynacji zadań gwarantujących rozwój społeczno-gospodarczy regionu. Pełna realizacja tych zadań wymaga uwzględnienia szeregu założeń wynikających z[5]: lokalizacji oczyszczalni ścieków i przedsiębiorstw względem siebie w danym regonie, położenia podmiotów w odniesieniu do poszczególnych układów infrastruktury transportu i określonych jej podsystemów, stanu potrzeb i możliwości zagospodarowania osadów ściekowych w poszczególnych oczyszczalni ścieków, barier ekologicznych i społecznych, jakie istnieją w środowisku regionalnym, regulacji prawnych, które należy interpretować, jako przestrzeganie ustaw i rozporządzeń w dziedzinie ochrony środowiska, polityki ekonomicznej i ekologicznej państwa korzystnych dla ogółu społeczeństwa, infrastruktury technicznej i społecznej, zgodnej z wymogami UE, jakości środowiska związana z ogólną świadomością ekologiczną oraz edukacją. Mając na uwadze wymienione aspekty, pierwszym krokiem będzie utworzenie zintegrowanego programu gospodarki osadami ściekowymi w obszarze gmin i miast na terenie całego województwa. Zgodnie z wcześniej wspomnianą ustawą władze gmin będą miały obowiązek wprowadzania nowych rozwiązań, które zmienią sposoby zagospodarowania osadów ściekowych. Równocześnie ustawa nakłada obowiązek tworzenia warunków do ich termicznego zagospodarowania. Niski stopień wykorzystania osadów ściekowych, jako paliwa alternatywnego jest wyraźnie widoczny, gdy porównamy ze wskaźnikami osiąganymi za granicą. Główną przyczyną zbyt niskiego zagospodarowania osadów komunalnych w polskich miastach i gminach jest brak odpowiednio rozbudowanej bazy organizacyjno-technicznej zajmującej się zagospodarowaniem osadów 3290

ściekowych. Szansą na rozwiązanie problemu gospodarki osadami ściekowymi w województwie opolskim jest obecność na jego obszarze mocno rozwiniętego przemysłu cementowego w postaci dwóch nowoczesnych zakładów produkujących klinkier w stolicy regionu Opolu oraz w miejscowości Górażdże. Jednocześnie wzięto pod uwagę nowo wybudowaną instalację suszenia osadów ściekowych zlokalizowaną na terenie Oczyszczalni Ścieków w Opolu. Zaproponowany model jest jednym z wielu możliwych scenariuszy transportu osadów ściekowych z małych oczyszczalni do dużej oczyszczalni posiadającej instalację suszenia osadów lub też bezpośrednio do miejsca spalania. Wybór wariantu uzależniony jest wyłącznie od rodzaju zastosowanej technologii spalania osadów ściekowych w piecu obrotowym [4]. Województwo opolskie zostało podzielone na trzy obszary: A, B, C (rys. 3.). Podział ten został przeprowadzony w oparciu o następujące kryteria: wielkość istniejących oczyszczalni ścieków (ilość wytwarzanej masy osadów [Mg]), zapotrzebowanie na paliwo alternatywne miejsce termicznej obróbki, lokalizację instalacji suszenia osadów ściekowych, optymalizację w obszarze organizowania tras dojazdu do klienta. Wszystkie istniejące oczyszczalnie zostały sklasyfikowane pod względem procentowego udziału wytwarzanej masy osadów w województwie opolskim i przyporządkowane do jednej z sześciu grup: grupa I: 13%-30% wytworzonej w województwie masy osadów[mg], grupa II: 2%-5,5%, grupa III: 1%-2%, grupa IV: 0,3%-0,8%, grupa V: 0,06%-0,2%, grupa VI: mniej niż 0,06%. W każdym z wyznaczonych obszarów znajduje się jedna z trzech największych oczyszczalni w województwie: Opole (obszar A), Kędzierzyn-Koźle (obszar B), Nysa (obszar C) wytwarzających łącznie około 55% masy wytwarzanych na jego obszarze osadów (rys.3.). Oczyszczalnie te z racji swojej wielkości zakwalifikowane zostały do grupy I. Poniżej, w tabeli 4 przedstawiono wykaz oczyszczalni uwzględniający ilość wytworzonych osadów ściekowych w poszczególnych gminach posiadających na swoim terenie oczyszczalnie (tab.4.) [GUS, stan na 31.12.2010r.]. Tab. 4 Podział oczyszczalni i ilość wytworzonych w nich osadów w obszarze Aw województwie opolskim OBSZAR A L.p. GMINA Wytworzona s.m.[mg] 1. Opole 4423 2. Dobrzeń Wielki 400 3. Namysłów 321 4. Lewin Brzeski 353 5. Turawa 271 6. Ozimek 214 7. Kluczbork 242 8. Tarnów Opolski 200 9. Olesno 120 10. Praszka 61 11. Byczyna 52 12. Wołczyn 100 13. Prószków 68 14. Popielów 47 15. Pokój 13 16. Dobrodzień 3 17. Rudniki 7 18. Radłów 5 19. Domaszowice 2 20. Murów 5 SUMA 6907 Z analizy posiadanych danych wynika, iż w każdym z trzech obszarów należy wskazać optymalną trasę dowozu osadów ściekowych z mniejszych oczyszczalni do punktów jej zapotrzebowania, 3291

którymi będą największe oczyszczalnie w regionie. Z racji funkcjonowania na terenie województwa tylko jednej termicznej suszarni osadów ściekowych zlokalizowanej w Opolu, przedstawiono model logistyczny dla obszaru A. Rysunek 3 przedstawia lokalizację wszystkich oczyszczalni działających na obszarze A z uwzględnieniem wcześniej dokonanego przydziału do poszczególnych grup (tabela 4): grupa I: kolor czerwony. grupa II: kolor niebieski, grupa III: kolor żółty, grupa IV: kolor zielony, grupa V: kolor fioletowy, grupa VI: kolor pomarańczowy. Rys. 3. Lokalizacja oczyszczalni, suszarni, cementowni działających na obszarze A W dalszej kolejności zaprezentowano przebieg i wyniki analizy optymalizacyjnej wykonanej za pomocą algorytmu Prima w celu znalezienia minimalnego drzewa rozpinającego (MST) [6]dla wskazanych lokalizacji(tabela 5). Obliczenia przeprowadzono dla wybranych oczyszczalni województwa opolskiego należących do obszaru A. Przeprowadzona analiza miała na celu znalezienie najkrótszej drogi łączącej mniejsze oczyszczalnie z docelowym odbiorcą (rysunek 4). 3292

Tab. 5 Przebieg algorytmu Prima wyszukującego MST Efektem końcowym zastosowania algorytmu Prima jest utworzenie posortowanej listy krawędzi o najmniejszej wadze (najmniejszej odległości): L={[O, Pr; 12,5], [O, DW; 13,6], [DW, Pop;10,4], [DW,M; 13,6], [M, Pok; 11,6], [O, T;13,8], [Pop, LB; 15], [Oz, T; 15,3], [O, To; 17,2], [Pok, Dm; 22], [Dm, W;11,7], [Dm, N; 13,2], [Oz, Db;18,3], [W, K; 13,8], [Db, Ol; 17,3], [K, B;17,3], [Ol, Ra; 11,7], [Ra, Ru; 13,7], [Ru, P; 11]} Najmniejsza suma wag dla wskazanych połączeń (tab.5.) wynosi 273 km. Rys.4.Graficzne ujęcie poglądowego przebiegu algorytmu wyszukującego minimalną drogę w postaci grafu łączącego poszczególne wierzchołki algorytmu Prima WNIOSKI W Polsce zagospodarowanie osadów nie nadąża za rozwojem infrastruktury kanalizacyjnej i budową nowoczesnych oczyszczalni ścieków. Dodatkowo stan ten pogarszają coraz ostrzejsze kryteria rolniczego i pozarolniczego wykorzystania osadów. W związku z tym istnieje pilna potrzeba poszukiwania innych metod odzysku lub unieszkodliwiania osadów ściekowych. Termiczne przekształcanie osadów ściekowych jest jednym z najlepszych sposobów utylizacji. Urządzeniem, 3293

które spełnia wszystkie wymagania dotyczące najlepszych dostępnych technik jest cementowy piec obrotowy. W Polsce, która posiada nowoczesny przemysł cementowy, można szybko, z korzyścią dla oczyszczalni i środowiska, rozwiązać problem utylizacji komunalnych osadów ściekowych. Termiczna utylizacja osadów komunalnych w procesie wypalania klinkieru jest technologią bezpieczną dla ludzi i środowiska. Przedstawiona w artykule propozycja synergii gospodarki komunalnej z przedsiębiorstwem produkcyjnym w województwie opolskim, wykorzystująca model optymalizacji tras jest jednym ze sposobów wykorzystania narzędzi logistycznych do rozwiązania istotnych problemów ekonomiczno-ekologicznych części regionów Polski. Zastosowany algorytm Prima umożliwia znalezienie najkrótszej drogi łączącej wybrane punkty (oczyszczalnie ścieków) w analizowanym obszarze. Istnieje możliwość wprowadzenia dodatkowych wag w celu znalezienia optymalnej drogi z punku widzenia więcej niż jednego kryterium. Przedstawione narzędzie logistyczne teoria grafów może być wykorzystane w algorytmie procedury optymalizacyjnej do wyznaczania potencjału na poziomie ekonomicznym. Streszczenie W artykule przedstawiono opis problemu związanego z gospodarką osadami ściekowymi w Polsce. Zaprezentowano możliwość wykorzystania metody termicznej odpadów z oczyszczalni komunalnych, która jest metodą bezpieczną ekologicznie i uzasadnioną ekonomicznie dotyczącą jej zagospodarowania. Zbadano modelu zagospodarowania osadów ściekowych w cementowni przeprowadzono na terenie województwa opolskiego. Wykorzystanym narzędziem logistycznym wspomagającym zbadanie optymalnego transportu (MST Minimum SpeningTree). The possibility of thermal management of municipals wage sludge using MST in fuel economy on the example of the cement industry Abstract The article presents a description of the problem with the economy of sewage sludge in Poland. Presented the possibility of using the method of thermal waste from municipal sewage treatment plants, which is a safe environmentally and economically justifiable on its development. Tested model for sewage sludge in cement was carried out in the province of Opole. Deployed logistics supporting tool to investigate the optimal transport(mst- MinimumspeningTree). BIBLIOGRAFIA 1. Wójtowicz A., Jędrzejowski C., Bieniowski M., Darul H., Modelowe rozwiązania w gospodarce osadowej., IGWP, 2013, ISBN 978-83-63921-56-9. 2. Duczkowska-Kądziel A., Duda J., Wasilewski M., Innowacyjne czyste technologie szansą rozwoju przemysłu, Innowacje w zarządzaniu i inżynierii produkcji s.641-651 ISBN 978-83- 930399-5-1,Opole 2013. 3. Duda J., Wasilewski M., Innowacyjna technologia utylizacji osadów ściekowych, Innowacje w zarządzaniu i inżynierii produkcji, s.68-77,wydawnictwo PTZP,ISBN 978-83-930399-6-8, Opole 2014. 4. Duda J.; Energooszczędne i proekologiczne techniki wypalania klinkieru cementowego. Prace IMMB, 2004, Wydawnictwo Instytut Śląski Opole. 5. Koźlak A., Nowoczesny system transportowy jako czynnik rozwoju regionów w Polsce., Wydawnictwo Uniwersytetu Gdańskiego, ISBN 978-83-7326-872-2. 6. Duczkowska-Kądziel A., Duda J., Wasilewski M., Metodyka poszukiwania optymalnego miejsca składowania biomasy za pomocą minimalnego drzewa rozpinającego, Chemik 10 2013 str. 935-939 3294