Otwarte seminaria 2013 Nowe trendy w mechaniczno - biologicznym przetwarzaniu odpadów Katowice, 21 marzec 2013
Nowy system gospodarowania odpadami komunalnymi
Stan gospodarki odpadami komunalnymi w 2011 roku wg GUS Odpady komunalne wytworzone i zebrane w 2010 i 2011 roku Rok Odp. kom. wytworzone Odp. kom. zebrane Odp. zebrane selektywnie tys. Mg kg/m tys. Mg kg/m tys. Mg kg/m 2000 12,2 320 12 226 320 48 3,8 2010 12,1 314 10 044 263 860 22,5 2011 12,1 314 9 828 255 984 25,5
Struktura wytwarzania odpadów komunalnych w 2011r.
Struktura gospodarki odpadami komunalnymi w 2010 i 2011 r. 2010 rok odpady składowane 79% odpady selektywnie zebrane 11% odpady przekształcone termicznie 1% odpady unieszkodliwione biologicznie 4% inne metody unieszkodliwiania 1% odpady wysegregowane ze zmieszanych 4% 2011 rok odpady składowane 73% odpady selektywnie zebrane 9% odpady przekształcone termicznie 1% odpady unieszkodliwione biologicznie 6% odpady wysegregowane ze zmieszanych 11%
W nowoczesnym systemie gospodarowania odpadami komunalnymi szczególnego znaczenia nabiera fakt konieczności regionalizacji rozwiązań, a podstawowym elementem systemu jest funkcjonowanie instalacji regionalnych. Zgodnie z nową ustawą do regionalnych instalacji przetwarzania odpadów komunalnych (RIPOK) wskazanych w wojewódzkich planach gospodarki odpadami kierowane są zmieszane odpady komunalne, odpady zielone, a także pozostałości z sortowania. Budowa, utrzymanie i eksploatacja regionalnych instalacji do przetwarzania odpadów komunalnych należy do obowiązków gmin.
Gmina jest zobowiązana do wybrania podmiotu, który będzie budował, utrzymywał lub eksploatował regionalną instalację w drodze przetargu lub na zasadach określonych w ustawie o partnerstwie publiczno prywatnym lub ustawie o koncesji na roboty budowlane lub usługi. W przypadku braku pozytywnego rozstrzygnięcia przetargu i braku wyboru partnera lub koncesjonariusza, gmina może sama budować, utrzymywać i eksploatować regionalną instalację. Regionalna instalacja do przetwarzania odpadów komunalnych to zakład o mocy przerobowej zapewniający przyjmowanie odpadów wytwarzanych na obszarze zamieszkałym przez co najmniej 120 tys. mieszkańców, który spełnia wymagania najlepszej dostępnej techniki lub technologii (BAT) i zapewnia:
Termiczne przekształcanie odpadów komunalnych
mechaniczno -biologiczne przetwarzanie zmieszanych odpadów komunalnych i wydzielenie ze zmieszanych odpadów komunalnych frakcji nadających się w całości lub części do odzysku
przetwarzanie selektywnie zebranych odpadów zielonych i innych bioodpadów oraz wytwarzanie z nich produktu o właściwościach nawozowych lub środków wspomagających uprawę roślin lub składowanie odpadów powstających w procesie mechaniczno biologicznego przetwarzania zmieszanych odpadów komunalnych oraz pozostałości z sortowania odpadów komunalnych o pojemności pozwalającej na przyjmowanie odpadów przez okres nie krótszy niż 15 lat w ilości nie mniejszej niż powstająca w instalacji mechaniczno biologicznego przetwarzania odpadów komunalnych
Prowadzący regionalną instalację jest zobowiązany zawrzeć umowę na zagospodarowanie odpadów ze wszystkimi podmiotami odbierającymi odpady w obrębie danego regionu gospodarki odpadami (maksymalna, możliwa ilość przyjmowanych odpadów do instalacji regionalnej wynika ze stosownych decyzji i pozwoleń na eksploatację instalacji) Prowadzący instalację regionalną na wniosek gminy lub podmiotu odbierającego odpady komunalne od właścicieli nieruchomości jest zobowiązany przedstawić kalkulację kosztów zagospodarowania odpadów w terminie 7 dni od dnia jego złożenia.
Zakłada się, że w okresie najbliższych lat w Polsce mechaniczno biologiczne przetwarzanie (MBP) zmieszanych odpadów komunalnych (w tym pozostałości po selektywnym zbieraniu odpadów) będzie podstawą gospodarki odpadami, pozwalając realizować jeden najważniejszych celów jakim jest zredukowanie ilości składowania odpadów ulegających biodegradacji. MBP stanowi zintegrowany proces technologiczny w wyniku którego zmieszane odpady komunalne przygotowywane są do procesu odzysku, w tym recyklingu, odzysku energii, termicznego przekształcania lub składowania.
Podstawowe założenia prowadzenia procesu mechanicznego w instalacji MBP: - wydzielenie określonych frakcji odpadów celem wykorzystania ich materiałowo, lub energetycznie, - wydzielenie frakcji co najmniej 0-80mm zawierającej odpady ulegające biodegradacji celem poddania jej tlenowej lub beztlenowej stabilizacji.
Opcje prowadzenia procesu MBP Opcja I - biostabilizacja
Opcje prowadzenia procesu MBP Opcja II - biosuszenie
Część mechaniczna instalacji MBP
Część mechaniczna instalacji MBP [źródło: http://www.horstmann.pl, http://www.sutco.pl]
Część mechaniczna instalacji MBP [źródło: http://www.srodowisko.pl, http://www.sutco.pl]
Sortowanie manualne vs automatyczne Manualnie /w kabinach sortowniczych: ~ 20 - ~ 200kg/h/osoba ( pozytywne ) przykład: 1 worek foliowy = ~3,5 20g x 1200 = ~4,5 24kg/h/os Problem/ograniczenia: - małe obiekty (<100mm) i lekkie (folie), - rodzaje materiałów (PE/PP/PET, (7)) praktycznie brak możliwości rozpoznania Separatory optyczne TITECH autosort: <5-6 Mg/h - >80 90/95/98% skuteczność wydzielania oraz czystość Problem/ograniczenia: - czarne materiały - frakcje > 300-500mm
Automatyzacja procesu sortowania separatory optyczne (NIR/VIS/EM) Rodzaje stosowanych czujników: NIR (bliskiej podczerwieni) VIS (światła widzialnego) EM (czujnik elektromagnetyczny
Instalacje do sortowania przykład wdrożonego procesu technologicznego
Część biologiczna procesu MBP
Założenia prowadzenia procesu biologicznego przetwarzania w instalacji MBP: - w warunkach tlenowych: co najmniej przez okres pierwszych dwóch tygodni prowadzenia procesu w zamkniętym reaktorze lub hali z aktywnym napowietrzaniem do czasu uzyskania wartości AT4 poniżej 20mg O 2 /g s.m., przerzucanie odpadów przez okres 8-12 tygodni.
W procesach biologicznego przetwarzania odpadów z wykorzystaniem procesów biologicznego suszenia zmieszane odpady komunalne lub odpady, są suszone w warunkach tlenowych, z aktywnym napowietrzaniem, w zamkniętym reaktorze lub hali, z zabezpieczeniem uniemożliwiającym przedostawanie się nieoczyszczonego powietrza procesowego do atmosfery, przez okres co najmniej 7 dni. 4. p 4. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 11 września 2012 r. w sprawie mechaniczno-biologicznego przetwarzania zmieszanych odpadów komunalnych
- w warunkach beztlenowych: prowadzenie procesu w I stopniu fermentacji mezofilowej przez co najmniej 20 dni lub fermentacji termofilowej przez co najmniej 12 dni, prowadzenie procesu w drugim stopniu stabilizacji tlenowej w zamkniętym reaktorze lub hali z aktywnym napowietrzeniem przez okres co najmniej 2 tygodni; dopuszczone jest w drugim stopniu prowadzenie stabilizacji w pryzmach na otwartym terenie, przerzucanych raz w tygodniu, przez okres co najmniej 3 tygodni.
Założone parametry wymagane dla uzyskiwanego w procesie biologicznego przetwarzania stabilizatu: - straty prażenia < niż 35% s.m., - węgiel organiczny < niż 20% s.m., lub - ubytek masy organicznej w stabilizacie w stosunku do masy organicznej w odpadach mierzony stratą prażenia lub zawartością C org. jest większe niż 40%, - AT4 < 10mg O 2 /g s.m. Przepustowość części biologicznej instalacji MBP przyjmuje się na poziomie 50% strumienia zmieszanych odpadów komunalnych trafiających do instalacji.
Badania stabilizatu na instalacji MBP w Krakowie V seria badawcza: okres 12.10 26.11 Wsad do komór: frakcja 0-60mm Wilgotność Straty prażenia Zawart. biomasy Zawart. C org. Wart. opałowa Chlor Siarka AT4-45,6% - 46,2% s.m. - 33,1% s.m. - 24,5% s.m. - 5,1 MJ/kg - 0,25 % s.m. - 0,132 % s.m. - 85,1 mg O 2 /g s.m. Stabilizat po 7 dniach przerobu w komorze Straty prażenia Zawart. C org. Ubytek masy org. AT4-31,9% s.m. - 14,5% s.m. - 31% - 37 mg O 2 /g s.m. Kryterium spełnione Kryterium spełnione Kryterium nie spełnione Kryterium nie spełnione Stabilizat po 7 dniach przerobu w komorze i 14 dniach dojrzewania na pryźmie Straty prażenia Zawart. C org Ubytek masy org. AT4-21,6% s.m. - 10,6% s.m. - 53% - 24,6 mg O 2 /g s.m. Kryterium spełnione Kryterium spełnione Kryterium spełnione Kryterium nie spełnione
Badania stabilizatu na instalacji MBP w Krakowie Stabilizat po 7 dniach przerobu w komorze i 21 dniach dojrzewania na pryźmie Straty prażenia Zawart. C org Ubytek masy org. AT4-21,3% s.m. - 10,6% s.m. - 54% - 10,4 mg O 2 /g s.m. Kryterium spełnione Kryterium spełnione Kryterium spełnione Kryterium prawie spełnione Stabilizat po 7 dniach przerobu w komorze i 28 dniach dojrzewania na pryźmie Straty prażenia Zawart. C org Ubytek masy org. AT4-27,7% s.m. - 13,7% s.m. - 40% - 6,4 mg O 2 /g s.m. Kryterium spełnione Kryterium spełnione Kryterium spełnione Kryterium spełnione Stabilizat po 7 dniach przerobu w komorze i 35 dniach dojrzewania na pryźmie Straty prażenia Zawart. C org Ubytek masy org. AT4-20,2% s.m. - 10,6% s.m. - 57% - 5,5 mg O 2 /g s.m. Kryterium spełnione Kryterium spełnione Kryterium spełnione Kryterium spełnione
Przykłady biologicznego przetwarzania [źródło: http://www.horstmann.pl, http://www.m-u-t.at]
Przykłady biologicznego przetwarzania [źródło: http://www.sutco.pl]
Przykłady biologicznego przetwarzania [źródło http://www.perfekt.com.pl]
Oczekiwane efekty funkcjonowania instalacji MBP
Uzyskiwanie poziomów odzysku i recyklingu odpadów Do dnia 31 grudnia 2020 r. gminy będą obowiązane osiągnąć: - poziom recyklingu i przygotowania do ponownego użycia następujących frakcji odpadów komunalnych: papieru, metali, tworzyw sztucznych i szkła w wysokości co najmniej 50% wagowo, - poziom recyklingu i przygotowania do ponownego użycia i odzysku innymi metodami innych niż niebezpieczne odpadów budowlanych i rozbiórkowych w wysokości co najmniej 70% wagowo.
Poziomy recyklingu, przygotowania do ponownego użycia i odzysku innymi metodami niektórych frakcji odpadów komunalnych frakcja 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 papier, metal, tw. sztuczne, szkło* inne niż niebezpieczne odpady budowlane i rozbiórkowe 10 12 14 16 18 20 30 40 50 30 36 38 40 42 45 50 60 70 *poziomy są liczone łącznie dla wszystkich podanych frakcji odpadów komunalnych
Poziom recyklingu i przygotowania do ponownego użycia 4 frakcji materiałowych odpadów komunalnych oblicza się ze wzoru: P pmts Mr Mw pmts pmts 100% Mw pmts = Lm x Mw x Um pmts
Jednostkowe prognozowane wskaźniki wytwarzania odpadów komunalnych wskaźniki wytwarzania odpadów* komunalnych dla dużych miast wskaźniki wytwarzania odpadów* komunalnych dla małych miast wskaźniki wytwarzania odpadów* komunalnych z jednostek wiejskich Okres 2011-2014 2015-2018 2019-2022 [kg/m/rok] 394,0 437,0 467,0 [kg/m/rok] 366,0 389,0 417,0 [kg/m/rok] 248,0 264,0 283,0 * wskaźniki publikowane przez GUS mogą się różnić
Udział 4 frakcji materiałowych wg Kpgo [%] 2011-2014 2015-2018 2019-2022 Duże miasta 47,1 48 48,5 Małe miasta 32,8 33,2 33,6 Jednostki wiejskie 28,0 28,2 28,2
Wymagany recykling odpadów materiałowych w 2013 i 2020 roku [Mg] 6000000 5000000 4 879 700 5 476 300 4000000 3000000 2 738 150 2000000 1000000 618 000 585 444 0 2011 2013 2020 Rok odpady wytworzone wymagany recykling uzyskany poziom recyklingu w 2011 r.
Wyniki badań paliwa z odpadów komunalnych zmieszanych oraz z odpadów pochodzących z selektywnej zbiórki odpadów Opis próbki Wilgotność Części palne Zawartość biomasy % % s.m. % s.m. Ciepło spalania MJ/kg (s.m.) Wartość opałowa MJ/kg (pr. wilgotn.) Zawartość siarki SO 3 Zawartość chloru Cl Zawartość rtęci Hg % s.m. % s.m. mg/kg s.m. paliwo z odpadów komunalnych zmieszanych 24,2 84,1 53,3 23,5 17,1 0,264 0,579 0,245 paliwo z odpadów pochodzących z selektywnej zbiórki odpadów 7,2 88,1 50,0 24,5 22,4 0,208 0,417 < 0,1
Ograniczenie składowania odpadów ulegających biodegradacji
Masa OUB R dozwolona do składowania oblicza się ze wzoru: OUB OUB 1995 100 P R [ Mg] OUB 1995 0,155 Mg/rok mieszkaniec miast 0,47 Mg/rok mieszkaniec wsi
Poziomy składowania OUB w poszczególnych latach (Rozp. M. Śr.) 2012 75% 2013 2015 50% 2016 2017 45% 2018 2019 40% 2020 35%
Masa OUB zebranych w danym roku i przekazanych do składowania M OUBR ( M U ) ( M U ) ( M U ) ( M 0,52 )[ Mg ] MR M WR W SR S BR
W 16 wojewódzkich planach gospodarki odpadami wskazano następujące ilości instalacji regionalnych: Ogółem 188 instalacji regionalnych, w tym: 55 instalacji MBP, 47 kompostowni odpadów zielonych, 85 składowisk odpadów, 1 ITPOK.
Instalacje MBP w Polsce Instalacje istniejące Instalacje planowane Liczba Zdolność przerobowa tys. Mg/rok Część mechan. Część biolog. Liczba Zdolność przerobowa tys. Mg/rok Część mechan. Część biolog. 66 4 030,8 1 372,9 75 3 892,8 1 627,0
Przykład planowania budowy instalacji MBP w Regionie I wskazanym w planie gospodarki odpadami dla woj. śląskiego
Wpgo wskazuje jako przyszłą (planowaną) instalację regionalną: MBP na terenie ZUOK w Zawierciu o zdolności przerobowej: 60 tys. Mg/rok w części mechanicznej 30 tys. Mg/rok w części biologicznej
Wymagania dla regionalnej instalacji MBP Region obsługi 120 tys. mieszkańców przepustowość instalacji wg wpgo: min. cz. mech. 36 100 Mg/rok cz. biol. 18 050 Mg/rok
Opcja I Bilans odpadów komunalnych w gminach powiatu zawierciańskiego
Bilans odpadów wytwarzanych w gminach powiatu zawierciańskiego Gmina Ludność miasta Ludność jedn. wiejska Wskaźnik wytw. odp. miasto [kg/m/rok] Wskaźnik wytw. odp. wieś [kg/m/rok] Bilans odpadów miasto [Mg/rok] Bilans odpadów wieś [Mg/rok] Zawiercie 51 880 0 352-18 262 0 Irządze 0 2 801-240 0 672 Kroczyce 0 6 310-240 0 1 514 Ogrodzieniec 4 438 5 031 352 240 1 562 1 207 Pilica 1 946 7 009 352 240 685 1 682 Poręba 8 899 0 352-3 132 0 Szczekociny 3 773 4 334 352 240 1 328 1 040 Włodowice 0 5 281-240 0 1 267 Żarnowiec 0 4 828-240 0 1 159 RAZEM 70 936 35 594 - - 24 969 8 543 106 530 - - 33 512 Gmina Łączna masa odpadów zmieszanych bez odpadów wielkogabarytowych i zielonych Miasto Wieś Bilans odpadów Bilans odpadów Wskaźnik [kg/m/rok] Wskaźnik [kg/m/rok] [Mg/rok] [Mg/rok] Zawiercie 324 16 809-0 Irządze - 0 231 647 Kroczyce - 0 231 1 458 Ogrodzieniec 324 1 438 231 1 162 Pilica 324 631 231 1 619 Poręba 324 2 883 231 0 Szczekociny 324 1 222 231 1 001 Włodowice - 0 231 1 220 Żarnowiec - 0 231 1 115 RAZEM - 22 983-8 222 31 205
Prognoza: Opcja I 2020 rok: Liczba mieszkańców [wg GUS]: - 100 674 Łączna masa wytworzonych odpadów komunalnych: - 36 712 Mg/rok Łączna masa wytworzonych odpadów bez odpadów wielkogabarytowych i odpadów zielonych: - 34 167 Mg/rok
Opcja II Bilans odpadów komunalnych w gminach powiatu zawierciańskiego wspólnie z miastem Myszków i gminą Żarki
Bilans odpadów wytwarzanych w gminach powiatu zawierciańskiego wspólnie z miastem Myszków i gminą Żarki Gmina Łącznie gminy powiatu zawierciańskiego Ludność miasta Ludność jedn. wiejska Wskaźnik wytw. odp. miasto [kg/m/rok] Wskaźnik wytw. Bilans odpadów Bilans odpadów odp. wieś miasto [Mg/rok] wieś [Mg/rok] [kg/m/rok] 70 936 35 594 352 240 24 969 8 543 Myszków 32 829 0 352-11 556 0 Żarki 4 481 3 817 352 240 1 577 916 RAZEM 108 246 39 411 - - 38 103 9 459 147 657 - - 47 562 Łączna masa odpadów zmieszanych bez odpadów wielkogabarytowych i zielonych Gmina Miasto Wieś Bilans odpadów Bilans odpadów Wskaźnik [kg/m/rok] Wskaźnik [kg/m/rok] [Mg/rok] [Mg/rok] Łącznie gminy powiatu zawierciańskiego 324 22 983 231 8 222 Myszków 324 10 637-0 Żarki 324 1 452 231 882 RAZEM - 35 072-9 104 44 176
Prognoza: Opcja II 2020 rok: Liczba mieszkańców [wg GUS]: - 141 341 Łączna masa wytworzonych odpadów komunalnych: - 52 760 Mg/rok Łączna masa wytworzonych odpadów bez odpadów wielkogabarytowych i odpadów zielonych: - 48 983 Mg/rok
Opcja III Bilans odpadów komunalnych w gminach powiatu zawierciańskiego i myszkowskiego bez Myszkowa
Bilans odpadów wytwarzanych w gminach powiatu zawierciańskiego i myszkowskiego bez Myszkowa Gmina Łącznie gminy powiatu zawierciańskiego Ludność miasta Ludność jedn. wiejska Wskaźnik wytw. odp. miasto [kg/m/rok] Wskaźnik wytw. Bilans odpadów Bilans odpadów odp. wieś miasto [Mg/rok] wieś [Mg/rok] [kg/m/rok] 70 936 35 594 352 240 24 969 8 543 Koziegłowy 2 494 11 878 352 240 878 2 851 Niegowa - 5 729-240 0 1 375 Poraj - 10 844-240 0 2 603 Żarki 4 481 3 817 352 240 1 577 916 RAZEM Gmina Łącznie gminy powiatu zawierciańskiego 77 911 67 862 - - 27 424 16 288 145 773 - - 43 712 Łączna masa odpadów zmieszanych bez odpadów wielkogabarytowych i zielonych Miasto Wieś Bilans odpadów Bilans odpadów Wskaźnik [kg/m/rok] Wskaźnik [kg/m/rok] [Mg/rok] [Mg/rok] 324 22 983 231 8 222 Koziegłowy 324 2 744 231 808 Niegowa - 0 231 1 323 Poraj - 0 231 2 505 Żarki 324 1 452 231 882 RAZEM - 27 179-13 740 40 919
Prognoza: Opcja III 2020 rok: Liczba mieszkańców [wg GUS]: - 136 975 Łączna masa wytworzonych odpadów komunalnych: - 48 270 Mg/rok Łączna masa wytworzonych odpadów bez odpadów wielkogabarytowych i odpadów zielonych: - 45 136 Mg/rok
Opcja IV Bilans odpadów komunalnych w gminach powiatu zawierciańskiego i myszkowskiego
Bilans odpadów wytwarzanych w gminach powiatu zawierciańskiego i myszkowskiego Gmina Łącznie gminy powiatu zawierciańskiego Łącznie gminy powiatu myszkowskiego RAZEM Ludność miasta Ludność jedn. wiejska Wskaźnik wytw. odp. miasto [kg/m/rok] Wskaźnik wytw. Bilans odpadów Bilans odpadów odp. wieś miasto [Mg/rok] wieś [Mg/rok] [kg/m/rok] 70 936 35 594 352 240 24 969 8 543 39 804 32 268 352 240 14 011 7 745 110 740 67 862 - - 38 980 16 288 178 602 - - 55 268 Gmina Łącznie gminy powiatu zawierciańskiego Łącznie gminy powiatu myszkowskiego RAZEM Łączna masa odpadów zmieszanych bez odpadów wielkogabarytowych i zielonych Miasto Wieś Bilans odpadów Bilans odpadów Wskaźnik [kg/m/rok] Wskaźnik [kg/m/rok] [Mg/rok] [Mg/rok] 324 22 983 231 8 222 324 14 833 231 5 518-37 816-13 740 51 556
Prognoza: Opcja IV 2020 rok: Liczba mieszkańców [wg GUS]: - 169 621 Łączna masa wytworzonych odpadów komunalnych: - 61 733 Mg/rok Łączna masa wytworzonych odpadów bez odpadów wielkogabarytowych i odpadów zielonych: - 57 529 Mg/rok
Najbliższe lata w Polsce powinny upłynąć pod znakiem wielu inwestycji w gospodarce odpadami, co skutkować powinno zapewnieniem przetwarzania całego strumienia wytwarzanych odpadów komunalnych zgodnie ze standardami wymaganymi w polskim i unijnym prawie. Nowo budowane lub rozbudowane instalacje mechaniczno biologicznego i biologicznego przetwarzania odpadów, a także instalacje termicznego przekształcania powinny spełniać wymagania najlepszych dostępnych technik i technologii, zapewniając równocześnie w każdym regionie wskazanym w WPGO osiąganie właściwego z punktu widzenia ochrony środowiska poziomu rozwiązań.
Niezwykle istotnym jest fakt konieczności monitorowania przez Marszałków województw budowy i rozbudowy linii technologicznych w każdym z regionów wskazanych w Wpgo, tak by w ciągu najbliższych lat zapewniona była wystarczająca z punktu widzenia każdego wytwarzanego strumienia odpadów komunalnych przepustowość instalacji regionalnych do ich przetwarzania.
Otwarte seminaria 2013 dr Lidia Sieja sieja@ietu.katowice.pl