Otwarte seminaria 2014 2013 Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych w Katowicach Katowice, 20 lutego 2014
Otwarte seminaria 2013 2014 Analiza możliwości unieszkodliwiania osadów dennych zanieczyszczonych mułem węglowym na przykładzie wybranego odcinka rzeki antropogenicznie zmienionej mgr Monika Działoszyńska-Wawrzkiewicz Zespół Ochrony Wód i Gruntów
Cel pracy Celem projektu była analiza możliwości odzysku i unieszkodliwienia osadów dennych zanieczyszczonych mułem węglowym. Wybór uzasadnionego sposobu wykorzystania osadów został dokonany w oparciu o wcześniejsze wyniki badań oraz analizy uzupełniające, dane literaturowe, przepisy prawa polskiego oraz informacje uzyskane w wywiadach z zakładami przemysłowymi i przedsiębiorstwami związanymi z tematyką projektu.
Charakterystyka obszaru badań
Osad denny wykładnia Prawa Polskiego Osad urobek, wydobyty w trakcie pogłębiania m.in. zbiorników wodnych, stawów, cieków naturalnych, kanałów i rowów stanowi, zgodnie z rozporządzeniem Ministra Środowiska odpad o kodzie 17 05 Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie rodzaju oraz stężeń substancji, które powodują, że urobek jest zanieczyszczony, Dz. U. 2002, nr 55, poz. 498. Urobek niezanieczyszczony kod odpadowy 17 05 06 Urobek zanieczyszczony kod odpadowy 17 05 05
Osad denny zawartość metali ciężkich Parametr [mg/kg s.m.] I/2009 II/2009 A/2011 B/2011 C/2011 Norma wg Dz. U. 2002, nr 55 poz.498 As 1,56 2,97 4,57 3,47 2,75 >30,0 Cd < 2,1 < 2,1 < 2,1 < 2,1 < 2,1 >7,5 Cr 8,04 6,47 10,83 10,91 10,38 >200,0 Cu 14,07 15,58 32,22 28,72 34,94 >150,0 Hg < 0,4 < 0,4 < 0,4 < 0,4 < 0,4 >1,0 Ni < 27 < 27 < 27 < 27 < 27 >75,0 Zn 241,94 205,82 294,55 210,52 190,85 >1000,0 Pb 48,04 26,48 36,47 22,44 25,41 >200,0
Osad denny wykładnia Prawa Polskiego Osad urobek, wydobyty w trakcie pogłębiania m.in. zbiorników wodnych, stawów, cieków naturalnych, kanałów i rowów stanowi, zgodnie z rozporządzeniem Ministra Środowiska odpad o kodzie 17 05 Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie rodzaju oraz stężeń substancji, które powodują, że urobek jest zanieczyszczony, Dz. U. 2002, nr 55, poz. 498. Urobek niezanieczyszczony kod odpadowy 17 05 06 Urobek zanieczyszczony kod odpadowy 17 05 05 DALSZE GOSPODAROWANIE W ŚRODOWISKU
Osad denny - charakterystyka Zakres badań: zawartość siarki całkowitej (S); oznaczenie wilgotności całkowitej (naturalnej) i przemijającej; zawartość popiołu, części lotnych, straty prażenia i RSO (rozkładalne substancje organiczne); oznaczenie ciepła spalania oraz wyznaczenie wartości opałowej Analizy porównawcze osadu dennego zanieczyszczonego mułem węglowym przeprowadzono na tle zakresów parametrów jakościowych mułów zawartych w normie PN 82/G 97003 - węgiel kamienny dla celów energetycznych
% Osad denny zawartość węgla 100,0 78,1 % 69,8 % 67,3 % 80,0 63,5 % 60,0 40,0 20,0 0,0 VI.2011 VIII.2011 X.2011 XI.2011 A B C ŚREDNIA ZAWARTOŚĆ WĘGLA DLA WSZYSTKICH PRÓBEK WYNOSI 69,7%
Osad denny siarka og., popiół, części lotne Parametr A B C VI VII X XI VI VII X XI VI VII X XI Siarka og. [%] 0,75 0,70 0,72 0,53 0,51 0,49 0,66 0,67 0,88 0,67 0,61 0,67 śr. 0,68 śr. 0,58 śr. 0,71 Zawartość popiołu [% s.m.] 23,0 15,0 30,9 14,0 12,6 22,0 10,4 17,1 21,6 16,5 15,9 28,7 śr. 20,7 śr. 15,5 śr. 20,7 Części lotne [%] 25,6 22,8 17,5 30,5 27,8 23,6 24,5 25,6 23,9 22,2 29,2 19,7 śr. 24,1 śr. 25,4 śr. 23,7
A (VI.2011) B C A (VIII.2011) B C A (X.2011) B C A (XI.2011) B C MJ/kg % Osad denny ciepło spalania, wartość opałowa, wilgotność całkowita 35 60 30 25 20 15 10 5 50 40 30 20 10 W t < 27 % 0 0 Q i r 15,4 MJ/kg Ciepło spalania Wartość opałowa (przy wilgotności "naturalnej") wilgotność naturalna
Osad denny wg PN-82/G-97003 W odniesieniu do normy PN-82/G-97003 - węgiel kamienny dla celów energetycznych, wartość opałowa analizowanego osadu jest wyższa niż dopuszczalna najniższa wartość dla tzw. III i IV gatunku węgla (sortymenty drobne miałowe, mułowe i przerosty) ustalona na poziomie 15 MJ/kg dla gatunku III i 10 MJ/kg dla gatunku IV
Gospodarowanie odpadami wg ustawy o odpadach Pod pojęciem gospodarowania odpadami, zgodnie z ustawą o odpadach (Dz. U. 2013, poz. 21), rozumie się ich zbieranie, transport, przetwarzanie odpadów, łącznie z nadzorem nad tego rodzaju działaniami, jak również późniejsze postępowanie z miejscami unieszkodliwiania odpadów oraz działania wykonywane w charakterze sprzedawcy odpadów lub pośrednika w obrocie odpadami; Zgodnie z art. 3 ust. 3 pkt 14 tejże ustawy odzysk definiuje się jako jakikolwiek proces, którego głównym wynikiem jest to, aby odpady służyły użytecznemu zastosowaniu przez zastąpienie innych materiałów, które w przeciwnym przypadku zostałyby użyte do spełnienia danej funkcji, lub w wyniku którego odpady są przygotowywane do spełnienia takiej funkcji w danym zakładzie lub ogólnie w gospodarce; Zgodnie z art. 3 ust. 3 pkt 30 tejże ustawy pod pojęciem unieszkoliwienia odpadów rozumie się proces odzyskiem, nawet jeżeli wtórnym skutkiem takiego procesu jest odzysk substancji lub energii;
Kierunki zagospodarowania - paliwa alternatywne Paliwo alternatywne - jest to paliwo o unormowanych właściwościach jakościowych np. wartość opałowa, zawartość chloru, zawartość rtęci, wytworzone z odpadów innych niż niebezpieczne, wykorzystywane jako źródło energii w procesach spalania lub współspalania odpadów. Tworzenie paliw alternatywnych z, lub przy udziale osadów zanieczyszczonych mułem węglowym, opiera się na zastosowaniu jednego z działań wymienionych w załączniku nr 1 ustawy o odpadach R1 - wykorzystanie głównie jako paliwa lub innego środka wytwarzania energii R11 - wykorzystywanie odpadów uzyskanych w wyniku któregokolwiek z procesów wymienionych w pozycji R1 R10 R12 - wymiana odpadów w celu poddania ich któremukolwiek z procesów wymienionych w pozycji R1 R11 Wyprodukowane paliwa alternatywne stanowią w dalszym ciągu odpad 19 12 10 Odpady palne (paliwo alternatywne)
Kierunki zagospodarowania - paliwa alternatywne Według opinii firm tj.: Haldex S.A., Carbo-Proces Recykling Sp. z o.o., POLHO Sp. z o.o.; Eko-inwestor Sp. z o.o. parametry jakościowe badanych osadów kwalifikują ten materiał do dalszej obróbki. Minimum, które musi być spełnione, aby przeróbka była opłacalna z ekonomicznego punktu widzenia, to wartość opałowa na poziomie nie mniejszym niż 10 MJ/kg
Kierunki zagospodarowania - współspalanie w przemyśle cementowym i energetyce Przez instalacje współspalania odpadów rozumie się każdą instalację, której głównym celem jest wytwarzanie energii lub produktów materialnych, w której wraz z paliwami spalane są odpady w celu odzyskania zawartej w nich energii lub w celu ich unieszkodliwienia Najczęściej współspalane w krajach UE rodzaje odpadów to: zużyte opony, odpady gumowe odpady z produkcji papieru oleje przepracowane drewno odpadowe komunalne osady ściekowe osady z przemysłu papierniczego tworzywa sztuczne zużyte rozpuszczalniki
Kierunki zagospodarowania - współspalanie w przemyśle cementowym i energetyce Parametr Paliwa z odpadów stosowanych w UE Kryteria EU organizacji EURITS Osad denny zanieczyszczony mułem węglowym Wartość opałowa [MJ/kg] 13-22 15 12-18; śr. 15,6 Wilgotność [%] 11-34 - 33 49; śr. 36,7 Popiół [%] 7-18 5 10 31; śr. 19,0 Chlor całk. [%] 0,3 0,7 0,5 0,07 1,02; śr. 0,4 Fluor całk. [%] 0,01 0,1 n.o. Siarka całk. [%] 0,1 0,2 0,4 0,5 0,9; śr. 0,6 Kadm [mg/kg s.m.] 0,6 2,2 10 <2,1 Rtęć[mg/kg s.m.] 0,1 0,4 2 <0,4 Tal [mg/kg s.m.] 0,4 0,5 2 n.o. PCB (suma wg DIN 51527) 0,2 0,2 0,5 n.o.
Kierunki zagospodarowania - współspalanie w przemyśle cementowym i energetyce Parametr Muły węglowe zdeponowane w osadnikach Przykład 1 Przykład 2 Osad denny zanieczyszczony mułem węglowym Wilgotność [%] 20,7 34,9 36,7 Wilgotność higr. [%] 3,73-0,8 Popiół [%] 63,96 30,25 19,0 Siarka całk. [%] 0,57 0,71 0,66 Części lotne [% w s.m.] 24,38-24,41 Wartość opałowa [J/kg] 9 325 11 935 15 570
Kierunki zagospodarowania - współspalanie z osadami ściekowymi Zakaz możliwości składowania osadów oraz zdecydowane ograniczanie wykorzystywania ich do celów rolniczych przy jednoczesnym stałym wzroście ilości osadów ściekowych powoduje, że zagospodarowanie osadów staje się ważnym zagadnieniem ekologicznym jak również i technicznym. Według aktualnego krajowego planu gospodarki odpadami (KPGO 2014) termiczne przekształcanie osadów ściekowych zostało uznane, jako zasadnicza metoda ich zagospodarowania. Planowane jest, że w 2018 r. ok. 60% całkowitej masy tych odpadów (ok. 424 tys. ton s.m.) będzie poddana właśnie termicznemu przekształceniu. Paliwo Eko-miał, firmy BOMAR uzyskiwane poprzez mieszanie i ujednorodnienie higienizowanych osadów ściekowych oraz miału węglowego w ustalonych proporcjach
Wnioski Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska w sprawie rodzajów i stężeń substancji, które powodują, że urobek jest zanieczyszczony analizowany osad denny pod kątem zawartości metali ciężkich klasyfikowany jest jako osad niezanieczyszczony. Zgodnie z katalogiem odpadów materiał ten otrzymuje kod odpadowy 17 05 06, co umożliwia jego dopuszczenie do zagospodarowania w środowisku; Duża zawartość mułów węglowych w osadach przekłada się na ich wysoką kaloryczność, co umożliwia ich wykorzystanie do celów energetycznych; Podstawowym kierunkiem zagospodarowania, gospodarczo i ekonomicznie uzasadnionym, jest poddanie osadów procesom wzbogacania lub bezpośrednio procesom granulacji i w konsekwencji przekwalifikowania w paliwa odpadowe (paliwa alternatywne); Osady spełniają normy dla odpadów przewidzianych do współspalania w przemyśle cementowym i energetycznym; Osady można stosować jako dodatki do paliw alternatywnych produkowanych z różnych grup odpadów innych niż niebezpieczne; Proponowanym rozwiązaniem zagospodarowania jest współspalanie osadów dennych z osadami ściekowymi w celu podniesienia kaloryczności tej mieszanki.
Otwarte seminaria 2014 2013 Dziękuję za uwagę mgr Monika Działoszyńska-Wawrzkiewicz mdw@ietu.katowice.pl