KONCEPCJA UKŁADU TECHNOLOGICZNEGO I FUNKCJONALNEGO REGIONALNEGO CENTRUM ZAGOSPODAROWANIA ODPADÓW CZYSTY REGION W KĘDZIERZYNIE-KOŹLU, W ASPEKCIE DOSTOSOWANIA DO WYMOGÓW PRAWNYCH DLA INSTALACJI RIPOK MBP. wersja z etapowaniem inwestycji. Lokalizacja: miasto gmina województwo Kędzierzyn-Koźle Kędzierzyn-Koźle Opolskie Autor: dr inż. Bartosz Wąsikowski Warszawa, styczeń 2016 r.
SPIS TREŚCI Spis treści 1. ZAŁOŻENIA I MATERIAŁY DO OPRACOWANIA 3 2. OPIS TECHNOLOGII SORTOWANIA ODPADÓW 4 2.1 Dane wyjściowe 4 2.2 Opis procesu technologicznego 4 2.3 Podstawowe parametry hali sortowni 9 3. OPIS TECHNOLOGII BIOLOGICZNEGO PRZETWARZANIA ODPADÓW 11 3.1 Dane wyjściowe 11 3.2 Opis procesu technologicznego 11 3.3 Bilans masowo-objętościowy 11 3.4 Podstawowe parametry instalacji 12 3.4.1 Biostabilizacja 13 3.4.2 Biosuszenie 16 3.4.3 Opis procesu 20 3.5 Struktura instalacji 27 4. POZOSTAŁE OBIEKTY INFRASTRUKTURY ZAKŁADU 35 5. MASZYNY I URZĄDZENIA 36 6. ZESTAWIENIE KOSZTÓW INWESTYCYJNYCH I ORIENTACYJNYCH KOSZTÓW EKSPLOATACJI 37 6.1 Uzasadnienie wyboru technologii 41 7. SZACUNKOWE ZAPOTRZEBOWANIA NA ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ I OBSŁUGĘ ZAKŁADU 42 Strona 2
1. Założenia i materiały do opracowania Założenia: Założenia wymaganych parametrów instalacji otrzymane od Inwestora (Czysty Region Sp. z o.o.) przedstawiono poniżej. 1. instalacji sortowniczej o zdolności przerobowej nie większej niż 70 000 Mg/rok, 2. hali mechanicznego przetwarzania odpadów, 3. boksów magazynowych na szkło oraz inne surowce wtórne, 4. kontener na odpady niebezpieczne, 5. instalacji do biologicznego przetwarzania odpadów do wydajności: 32 000 Mg/rok, 6. plac stabilizacji tlenowej - plac dojrzewania, 7. pozostała infrastruktura niezbędna dla funkcjonowania zakładu. Materiały wykorzystane w opracowaniu: - Decyzje administracyjne: o Środowiskowe wraz ze zmianami, o Pozwolenie zintegrowane wraz ze zmianami, - Bilanse odpadów, - Wojewódzki Plan Gospodarki Opadami, - Materiały własne Opracowanie obejmuje technologię sortowania oraz instalację biostabilizacji wraz z obiektami towarzyszącymi dla Regionalnego Centrum Zagospodarowania Odpadów Czysty Region w Kędzierzynie-Koźlu. Strona 3
2. Opis technologii sortowania odpadów 2.1 Dane wyjściowe Instalacja sortowania opisana poniżej, została zaprojektowana do przetworzenia strumienia odpadów wielkości do 70.000Mg/rok zmieszanych odpadów komunalnych. Założenia techniczne: ilość odpadów: 70 000 Mg/rok. czas pracy 260 dni/rok, praca w systemie 2-zmianowym, minimalny czas efektywnej pracy linii sortowniczej - 7 h/zmianę, 14 h/d. 2.2 Opis procesu technologicznego Założenia i cel w koncepcji instalacji mechanicznej: Zgodnie z oczekiwaniami Zamawiającego został zaprojektowany proces technologiczny segregacji zmieszanych odpadów komunalnych w sposób dostatecznie zmechanizowany, dostosowany do segregacji zarówno odpadów zmieszanych jak i selektywnie zbieranych. Segregacja manualna zgodnie z oczekiwaniami Zamawiającego została zaprojektowana jako uzupełnienie systemu mechanicznego. Natomiast koncepcję instalacji zaproponowano jako jeden zblokowany układ przetwarzający odpady zmieszane, selektywnie zbierane, wytwarzanie prerdf, doczyszczanie wydzielonych materiałów w procesach manualnych. Układ technologiczny linii sortowniczej pokazano w Załączniku nr 1 a w Załączniku nr 2 schemat technologiczny zakładu. Odpady dostarczane do hali sortowni podawane będą na instalację z poziomu posadzki hali za pomocą ładowarki kołowej. Przed podaniem odpadów na instalację należy wyeliminować z nich odpady tarasujące z poziomu posadzki. Poprzez zasyp odpady trafią na urządzenie do rozrywania worków a następnie poprzez przenośnik wznoszący trafią na wstępną kabinę preselekcji. Na etapie wyceny przyjęto, że w docelowej konfiguracji linii sortowniczej zostanie wykorzystana Strona 4
kabina sortownicza czterostanowiskowa będąca na wyposażeniu zakładu założono koszt przeniesienia kabiny. Dalej w kabinie wstępnej segregacji będzie prowadzone manualne wydzielanie znajdujących się w strumieniu odpadów zmieszanych: odpadów wielkogabarytowych, opakowań szklanych, większych kartonów, a także odpadów problemowych mogących zakłócać funkcjonowanie linii sortowniczej i odpadów niebezpiecznych, które nie zostały zidentyfikowane i wydzielone w obszarze przyjęcia. Kabina wstępnego sortowania zostanie wyposażona w 4 stanowisk roboczych oraz boczne boksy zsypowe 4 sztuki. Pod kabiną sortowniczą przewiedziano ustawienie 2-4 kontenerów na wydzielone frakcje oraz pojemniki na odpady drobne, w tym zwłaszcza na odpady szklane lub niebezpieczne. Dodatkowo przewidziano 4 zrzuty boczne do pojemników samowysypowych 1,2 m 3. W kabinie wstępnego sortowania będą manualnie wydzielane m.in. odpady mogące utrudnić bądź zakłócić proces sortowania na instalacji tj.: odpady gabarytowe, opakowania szklane, kartony lub worki z surowcami wtórnymi, duże folie, identyfikowalne odpady problemowe, czy niebezpieczne. Dalej strumień poprzez przenośnik transportowy odpady trafią na sito dyskowe o oczkach 80mm, gdzie nastąpi rozdział odpadów na następujące frakcje granulometryczne: Frakcja drobna 0-80mm poprzez separator magnetyczny trafiać będzie do kontenerów do stacji załadunku (w zależności od decyzji i wytycznych technologa kompostowni) do instalacji kompostowania intensywnego w oddzielnym procesie na zakładzie. Frakcja nadsitowa o wymiarze ponad 80mm zostanie skierowana systemem przenośników na separator balistyczny. Na separatorze balistycznym frakcja nadsitowa zostanie podzielona na frakcję płaską (2D) oraz frakcję rolującą (3D). Frakcja płaska poprzez system przenośników zostanie skierowana na manualne kabiny sortownicze 8 stanowisk roboczych. W Strona 5
kabinach zostaną wydzielone surowce wtórne, które będą magazynowane w boksach zbiorczych. Kiedy boks się zapełni, za pomocą wózka widłowego wyposażonego w lemiesz, surowce zostaną sekowane na przenośnik kanałowy załadowujący prasę belującą. Pozostałość po sortowaniu jako prerdf poprzez system przenośników trafiać będzie do bufora magazynowego z którego okresowo będzie możliwość podawania prerdfu na prasę kanałową. Przewidziano możliwość skierowania pozostałości po sortowaniu na przenośnik frakcji balastowej i skierowanie tego strumienia na stację załadunkową jako balastu posortowniczego. Frakcja rolująca poprzez separator magnetyczny skierowana zostanie na zestaw dwóch trójdrożnych optoseparator NIR wydzielających surowce wtórne. Zestaw dwóch separatorów dwudrożnych będzie miał za zadanie wydzielać surowce w następującej konfiguracji: I optoseparator: Kanał 1 pozytywny wydzielanie PET bezparwny Kanał 2 pozytywny wydzielanie PET zmieszany Kanał 3 negatywny pozostałość. Odpady po pierwszym separatorze optycznym trafią na drugi separator: II optoseparator: Kanał 1 pozytywny wydzielanie TetraPack Kanał 2 pozytywny wydzielanie PreRDF Kanał 3 negatywny pozostałość poprzez kabinę sortowniczą dwustanowiskową (jako system doczyszczania i wydzielania pozostałych surowców energetycznych) jako balast na stację załadunkową kontenerów. W razie konieczności zmniejszenia kosztów inwestycyjnych istnieje możliwość zmiany jednego separatora NIR na separator powietrzny. W takim przypadku materiał będzie dzielony na poszczególne strumienie: Separator powietrzny: Kanał 1 pozytywny wydzielanie frakcji lekkiej energetycznej Kanał 2 negatywny pozostałość poprzez kabinę sortowniczą dwustanowiskową (jako system doczyszczania i wydzielania pozostałych surowców energetycznych) jako balast na stację załadunkową kontenerów. Strona 6
Odpady po separatorze powietrznym trafią na separator NIR: I optoseparator: Kanał 1 pozytywny wydzielanie PET bezbarwny Kanał 2 pozytywny wydzielanie PET MIX Kanał 3 negatywny wydzielanie prerdf. Przy zastosowaniu takiego układy oszczędności na etapie inwestycji będą na poziomie 600.000,00zł netto. Spadnie natomiast skuteczność wydzielania surowców, ich czystość oraz będzie wydzielana mniejsza ilość grup surowców. W taki przypadku nie będzie możliwości wydzielanie PCV, które przy zastosowaniu wersji z dwoma optoseparatorami trafia jako balast na składowisko a w tym wariancie trafia do prerdf. W przypadku ostoseparatorów istnieje możliwość zmiany rodzaju wydzielanych surowców w zależności od zaistniałej potrzeby. Zmagazynowane surowce, tak jak w przypadku surowców 2D okresowo podawane będą na przenośnik kanałowy i kierowane będą do prasy belującej. Na podstawie informacji WPGO stwierdzono, że w odpadach znajduje się duża ilość frakcji zaliczonej do biodegradowalnej której wielkość przyjęto 0-80 mm zgodnie z Rozporządzeniem odnośnie MBPZOK z 11.09. 2012 r., wielkość ta szacowana jest w odpadach na ok. 40-50 %, a w niniejszej koncepcji przyjęto 16 000 Mg/a/zmianę z wsadu wynoszącego 35 000 Mg/a/zmianę czyli ok.46 %, co pokazano na schemacie przepływów masowych (Załącznik nr 3). Poza tym w ramach sortowni tj. instalacji technologicznej odpadów założono odzysk i wydzielenie: frakcji szkła, dużej foli i kartonu w kabinie wstępnej segregacji, frakcji 0-80 jako biodegradowalnej do stabilizacji i obróbce przed składowaniem, metali Fe na separatorach elektromagnetycznych Fe, frakcji papieru i kartonu mieszaniny tworzyw sztucznych jako prerdf, odzysk folii, odzysk PET. Strona 7
Ze względu na instalowanie separatorów NIR które potrzebują sprężonego powietrza do wydmuchu odpadów wysortowanych niezbędne będzie zainstalowanie stacji sprężarek i przygotowanie sprężonego powietrza, co zostanie dokładnie określone pod względem ich lokalizacji i doboru wielkości w Projekcie technicznotechnologicznym. Wykonanie sortowni według powyższego schematu w znacznym stopniu ograniczy ilość składowanych odpadów, a tym samym wydłuży żywotność składowiska odpadów do ponad 10 lat. W załączniku nr 2 przedstawiono schemat blokowy przepływu odpadów na linii sortowniczej oraz układu ideowego sekwencji zamaszynowania podstawowych (głównych) maszyn i urządzeń instalacji technologicznej dla której to zostanie sporządzony w odrębnym postępowaniu projekt technologiczny instalacji sortowni przy uwzględnieniu wymogów i zapisów niniejszej koncepcji oraz warunków brzegowych i wytycznych wynikających z projektu budowlanego i pozwolenia na budowę. Koncepcja modernizacji zakłada powstanie węzła C.O. do ogrzewania kabin sortowniczych poprzez centrale wentylacyjno - grzewcze z tego węzła. Zapotrzebowanie na moc cieplną do kabin wyniesie około 120-150 kw. Szacowna moc zainstalowana dla urządzeń technologicznych instalacji sortownia pomiędzy 500-600 kw. A zatem łączne zapotrzebowanie dla linii sortowniczej wraz z ogrzewaniem kabin wyniesie: 620 do 750 kw co zostanie doprecyzowane w Projekcie budowlanym. Rozważa się także ogrzewanie kabin za pomocą instalacji wodnej zasilanej z kotłowni gazowej ale wymaga to analizy na etapie projektu budowlanego, ponieważ są duże straty ciepła ze względu na odległość kabin od kotłowni jak i ubytki ciepła ze względu na fakt, że w kabinach znajdują się zsypy sortownicze przez które dostaje się zimne powietrze z nieogrzewanej hali sortowni i powodować to może znaczne zakłócenia w instalacji grzewczej. Strona 8
2.3 Podstawowe parametry hali sortowni Najważniejszą zmianą w tym sektorze jest przeprojektowanie linii sortowniczej w celu zwiększenia przepustowości oraz efektywności recyklingu i odzysku. Szczegółowy opis linii znajduje się poniżej. Kubatura hali sortowni przy H=11 m ok. 25.000 m 3, w tym H technologiczne = min 9,0 m Przewidywany wskaźnik powierzchniowo kubaturowy: P=31 m x 76 m = 2.356 m 2 Hala ta ma mniejszą powierzchnię niż w założeniach. Według doświadczenia wyliczona powierzchnia jest wystarczająca do prawidłowego funkcjonowania linii sortowniczej. Strefa przyjęć wyposażona zostanie w wentylację ujmowanie powietrza. Powietrze zostanie oczyszczone w płuczce chemicznej. Projektuje się ciąg technologiczny mechanicznego przetwarzania odpadów o przepustowości 35 000 Mg/a odpadów komunalnych zmieszanych na jedną zmianę roboczą i doczyszczanie odpadów selektywnie zbieranych tzw. surowców wtórnych, jeśli nie sortujemy odpadów komunalnych zmieszanych. Linia sortownicza została tak zaprojektowana, że może przemiennie sortować na linii sortowniczej odpady komunalne zmieszane z odpadami opakowaniowymi tzw. surowcami wtórnymi przez wszystkie maszyny ciągu technologicznego, co będzie skutkowało poprawą jakości sortowanych odpadów oraz przede wszystkim większą przepustowością godzinową dla tej frakcji. W celu umożliwienia magazynowania odpadów zmieszanych przewidzianych do przetwarzania mechanicznego i ręcznego oraz zapewnienia ciągłego strumienia odpadów do przetwarzania zaprojektowano zasobnię (platformę przyjęć) odpadów komunalnych zmieszanych w hali, przeznaczoną przede wszystkim na przyjmowanie tych odpadów, wysokość ściany oporowej H=5,0 m. Strefa przyjęcia odpadów będzie oddzielona od strefy sortowania trwałą przegrodą co ograniczy pylenie w strefie sortowania. Posadzkę planuje się wykonać jako łatwozmywalną, trudnościeralną, antypoślizgową, odporną na działanie magazynowanych odpadów i wyprofilowaną w kierunku wpustów odwodnienia oraz przystosowaną do ruchu samochodów Strona 9
ciężarowych oraz pracującego sprzętu. Posadzka będzie posiadać wytrzymałość 50 N/cm2, a w rejonie sita bębnowego ok. 75 N/cm 2 oraz zostanie uszczelniona geomembraną PEHD o gr. 2 mm wywiniętą na ściany sortowni, lub matą bentonitową, Odwodnienie zasobni odbywać się będzie do kanalizacji technologicznej zakończonej zbiornikiem na ścieki technologiczne. Kabiny sortownicze będą wyposażone w ogrzewanie z centrali wentylacyjnej zasilanej wodą grzewczą z CO i wentylację mechaniczną o wydajności ok. 15 wymian/godzinę, które zostaną dostarczone w ramach dostaw technologicznych linii sortowniczej. Hala technologiczna będzie wyposażona w zasilanie i oświetlenie elektryczne. Hala zostanie doświetlana przez nie otwieralne świetliki umieszczone w połaciach dachu. Sterowanie linią mechanicznego przetwarzania odpadów odbywać się będzie zdalnie z pomieszczenia technologa wyposażonego w odpowiedni system sterowania. Hala technologiczna będzie wyposażona w grawitacyjno-mechaniczną wentylację wywiewną zarówno z części zasobni i sortowni poprzez wytworzone podciśnienie uniemożliwiające emisję odorów z hal przez bramy wjazdowe na zewnątrz hali. Hala technologiczna nie będzie ogrzewana, ale ocieplona. Bramy znajdować się będą w ścianach podłużnych, a drzwi ewakuacyjne będą rozmieszczone co ok. 75 m obok bram zgodnie z przepisami BHP. Posadzka na platformach przyjęć będzie odwadniana oraz wokół prasy, a także ścieki odbierane będą do kanalizacji technologicznej z kanałów technologicznych. W hali sortowni znajdować się będą zawory o Φ 32 mm niezbędne do mycia posadzki przez cały rok, oraz hydranty p. pożarowe wg ustaleń z rzeczoznawcą ds. p. pożarowych. Poza tym przed halą znajdować się będą hydranty do celów p. pożarowych w odległości min. 5 m od ściany sortowni. Poza myciem posadzki wodą nawet w okresie zimowym, kiedy temperatury są w hali powyżej 0 o C należy codziennie na koniec dnia roboczego zamieść posadzkę. Zakłada się mycie urządzeń technologicznych linii w systemie na sucho. Poza tym w hali znajdować się będą w odpowiedniej ilości gaśnice p. pożarowe i węże do zmywania posadzki. Kabiny sortownicze będą ogrzewane do ok. 16 o C w ramach dostawy linii sortowniczej. Wszystkie bramy powinny otwierać się ręcznie (w razie pożaru) oraz elektrycznie. Poza tym nad każdą bramą należy przewidzieć oświetlenie zwykłe i awaryjne, a przed bramą odbojniki. Strona 10
3. Opis technologii biologicznego przetwarzania odpadów 3.1 Dane wyjściowe Instalacja biostabilizacji odpadów w technologii żelbetowej opisana poniżej, została zaprojektowana do przetworzenia strumienia odpadów wielkości do 32 000Mg/rok frakcji podsitowej (0-80mm), wysegregowanej ze zmieszanych odpadów komunalnych. 3.2 Opis procesu technologicznego Proces odbywa się w zamkniętej komorze, a powietrze procesowe jest oczyszczane w płuczce wodnej oraz biofiltrze. Odcieki odprowadzane są do bezodpływowych zbiorników na odcieki. W przypadku konieczności nawadniania wsadu w czasie prowadzenia procesu biostabilizacji. (Ilość potrzebnej wody jest uzależniona od wilgotności materiału wsadowego i wynosi od 1% do 3% materiału wsadowego), z sieci wodociągowej doprowadzona zostanie woda do systemu zraszaczy. System nawadniania jest zdolny do nawodnienia całej powierzchni pryzmy. Dysze nawadniające umieszczone są wzdłuż całej komory, po dwie co 2 metry. Właściwy poziom wilgotności przetwarzanego materiału jest utrzymywany przy zastosowania automatycznego system nawadniania, sterowanego przez system kontroli. Woda jest dostarczana poprzez specjalne rury z mikro otworami. 3.3 Bilans masowo-objętościowy W tabeli poniżej przedstawiono bilans masowo-objętościowy Strona 11
Tabela 1. Bilans masowo-objętościowy materiału wejściowego do procesu biologicznego przetwarzania odpadów (frakcja 0-80 mm) Lp. Założenia 260 dni 1. roboczych Rodzaj materiału wsadowego Frakcja podsitowa 0-80 mm Gęstość Ilość Ilość Ilość nasypowa [Mg/a] [m³/a] [m³/tydz.] [Mg/m 3 ] Ilość [m³/dzień] 0,60 32 000 53 333 1026 205 Biorąc pod uwagę powyższą kalkulację oraz propozycję układu technologicznego instalacji można przewidzieć iż załadunek pojedynczego tunelu będzie trwał maksymalnie dwa dni robocze. 3.4 Podstawowe parametry instalacji Proces prowadzony będzie w zamkniętych bioreaktorach betonowych z aktywnym napowietrzaniem (poprzez system napowietrzający w posadzkach) oraz zabezpieczeniem w postaci płuczki wodnej oraz biofiltra uniemożliwiającym przedostawanie się nieoczyszczonego powietrza procesowego do atmosfery. Materiał po okresie 14-21 dni (AT 4 poniżej 20mgO 2 /g suchej masy), zostanie poddany fazie dojrzewania na placu dojrzewania przez okres 6 tygodni (AT 4 poniżej 10mgO 2 /g suchej masy). Łączny czas biologicznego przetwarzania odpadów w warunkach tlenowych może zostać skrócony pod warunkiem uzyskania dla stabilizatu (zgodnie z Rozporządzeniem MŚ z dnia 11 września 2012r w sprawie mechaniczno biologicznego przetwarzania zmieszanych odpadów komunalnych) następujących parametrów: straty prażenia stabilizatu są mniejsze niż 35% suchej masy, a zawartość węgla organicznego jest mniejsza niż 20% suchej masy lub ubytek masy organicznej w stabilizacie w stosunku do masy organicznej w odpadach mierzony stratą prażenia lub zawartością węgla organicznego jest większy niż 40%, lub wartość AT 4 jest mniejsza niż 10 mg O 2 /g suchej masy. Strona 12
Nie znając dokładnie morfologii odpadów założono, że proces intensywnej stabilizacji trwać będzie przez okres 21 dni. 3.4.1 Biostabilizacja Zgodnie z przekazanymi danymi, kompostownia ma pełnić zadanie instalacji tlenowej stabilizacji frakcji organicznej wydzielonej mechanicznie z odpadów komunalnych w sortowni oraz odpadów biodegradowalnych przyjmowanych do ZZO. Zgodnie z doświadczeniami i danymi z polskich ZZO przyjęto standardowe następujące dane ilościowo-logistyczne: - docelowo 32 000 Mg odpadów 0-80mm, gęstość ok. 0,6 Mg/m 3, objętość roczna: ok. 53 333m 3 - Założony okres eksploatacji kompostowni: 52 tyg./rok, 5 dni/tydz. - Tygodniowy napływ materiału: 1026 m 3 - Dzienny napływ materiału: 205 m 3 - Powierzchnia użytkowa jednego boksu: 6,00 x 30,00m - wysokość nasypu odpadów w boksie: do 3 m - wysokość całkowita bioreaktora:... 5 m - pojemność robocza każdego boksu: ok. 450 m 3 / szarżę - Ilość kanałów napowietrzających / boks: min 4 ilość kanałów napowietrzających zostanie szczegółowo dobrana na etapie projektu technologicznego. - Rodzaj napowietrzania wsadu Pozytywny (aktywne) - Ilość boksów: 8 - System dezodoryzacji: płuczka + biofiltr - Cykl procesowy intensywnego kompostowania: do 21 dni (3 tyg.) - Proces dojrzewania: 6 tygodni W pierwszym etapie inwestycji kiedy zakład będzie przyjmował mniejszą ilość odpadów poniżej 24 000Mg/rok, zakłada się wybudowanie 3 komór wraz z wentylatorowią oraz częścią biofiltra. Dodatkowo przewiduje się korzystanie do czasu pełnej rozbudowy zakładu wykorzystywanie systemu stabilizacji w kontenerach będących obecnie na wyposażeniu zakładu. Strona 13
W sezonie kiedy nie występują odpady zielone w niewykorzystywanych bioreaktorach można prowadzić proces biosuszenia odpadów zmieszanych i/lub proces suszenia paliwa RDF. Ogólna charakterystyka procesu Stabilizacja tlenowa jest procesem naturalnym. Materia wegetacyjna, czyli o pochodzeniu roślinnym lub zwierzęcym, rozkłada się. Ten naturalny proces jest wykorzystywany do przetwarzania masy roślinnej lub odpadów żywnościowych na wartościowe produkty jak kompost lub półprodukty oraz, w przypadku kompostowania frakcji organicznej odpadów komunalnych (FOOK) wydzielonych uprzednio mechanicznie w sortowni jako proces mineralizacji i inertyzacji organiki odpadowej przed jej ostatecznym zdeponowaniem na składowisku. Kompost odpadowy o ziarnistości 0-20 mm wyprodukowany z FOOK, jako kompost pozaklasowy, może być wykorzystywany jako materiał rekultywacyjny na terenie składowiska. W przypadku nadania mu statutu produktowego (materiał zhigienizowany i oczyszczony z resztek plastiku na sicie o wielkości oczka nie większej niż 15 mm) teoretycznie może być wykorzystywany do rekultywacji terenów zdegradowanych. Kompostowanie jest procesem zachodzącym w warunkach aerobowych, prowadzącym do częściowej mineralizacji i humifikacji materii organicznej. W procesie mineralizacji następuje przemiana substancji organicznych w związki mineralne. W trakcie procesu mineralizacji następuje utlenienie substancji organicznych do produktów takich, jak: dwutlenek węgla, woda, azotany, fosforany i siarczany. Proces humifikacji polega na przekształceniu resztek roślinnych i zwierzęcych w próchnicę, która z kolei (w przypadku produkcji kompostu z odpadów BIO) warunkuje urodzajność gleb. Proces kompostowania przebiega w dwóch podstawowych fazach: > Faza pierwsza - faza intensywnego procesu egzotermicznego w warunkach aerobowych dzieli się na etapy startowy, główny i przejściowy. Etap startowy charakteryzuje się samoczynnym i gwałtownym wzrostem temperatury do około 40-45 C. W tym czasie rozwijają się bakterie mezofilowe. Etap główny to faza termofilowa, 50-75 C, trwająca przez okres 10-14 dni. W tym czasie rozwijają się gwałtownie wszelkie ciepłolubne mikroorganizmy, szczególnie bakterie termofilowe. W procesach metabolizmu tych bakterii ulegają utlenieniu substancje białkowe, Strona 14
węglowodany, kwasy organiczne, tłuszcze itp. Wysoka temperatura niszczy poczwarki owadów, jaja insektów oraz przeważającą część bakterii z grupy coli. Etap przejściowy to okres spadku temperatury do około 50-40 C. Po 21 dniach proces intensywnego kompostowania przechodzi w fazę drugą. Warunkiem wyprowadzenia kompostowanego materiału z reaktora na otwartą przestrzeń w celu dalszej obróbki, dojrzewania i stabilizacji jest osiągnięcie następujących parametrów: - aktywność oddechowa materiału AT4: <20mg O 2 /g suchej masy (s.m.). - uciążliwości zapachowe związane z funkcjonowaniem obiektów kompostowni zamkną się w odległości do 50 m od obiektów kompostowni > Faza druga - trwająca do ok. 6 tygodni (zmiennie w zależności warunków zewnętrznych). Temperatura procesu waha się w granicach od 65-40 C do temperatury otoczenia. Pod wpływem procesów mineralizacji i humifikacji powstaje materiał o cechach próchnicy. Zostają zniszczone organizmy chorobotwórcze, formy przetrwalnikowe tych organizmów oraz nasiona chwastów. W fazie tej rozpoczyna się mineralizacja szczególnie trwałych związków. Rozwijają się grzyby rozkładające celulozę i hemicelulozę. Następuje powolne obniżanie temperatury złoża aż do temperatury otoczenia. Jest to okres dojrzewania kompostu. Zmniejsza się znacznie ilość bakterii termofilowych, które zostają zastąpione ponownie przez bakterie mezofilowe. Procesy biochemiczne powoli zanikają wskutek wyczerpywania pożywki. Miernikiem zakończenia procesu kompostowania jest pojawienie się azotanów oraz osiągnięcie wartości stosunku C/N = 16:1 do 20:1 i C/P = 100:1. Kompostowanie przebiega samoczynnie i naturalnie. Koncentrując masę organiczną w punktach przetwarzania, Operator staje przed trudnym zadaniem utrzymania optymalnych warunków dla przebiegu tych procesów. To tworzenie i utrzymanie warunków dla procesu, czyli życia i aktywności mikroorganizmów tlenowych, wymaga rozwiązań konstrukcyjno-technicznych stanowiących istotę tego, co potocznie nazywa się technologią kompostowania". Dla niniejszego zadania założono w pełni technologicznie kontrolowany proces kompostowania. Niżej opisany system jest przemysłową technologią prowadzenia kontrolowanego, statyczno dynamicznego i hermetyzowanego procesu kompostowania typu statycznego w żelbetowym bioreaktorze. Strona 15
3.4.2 Biosuszenie Proponowana technologia oraz układ pozwalają na prowadzenie również procesu biosuszenia zmieszanych opadów komunalnych. Procesy te można prowadzić naprzemiennie, w tych samych boksach. Instalację zaprojektowano tak, że możliwe jest prowadzenie procesu biostabilizacji w jednym lub kilku boksach a w pozostałych prowadzenie procesu biosuszenia. Przyjęto standardowo następujące dane ilościowo-logistyczne dla stabilizacji tlenowej: - 75.000 Mg odpadów 0-300mm, gęstość ok. 0,35 Mg/m 3, objętość roczna: ok. 214 000m3 - Założony okres eksploatacji: 52 tyg/rok - Tygodniowy napływ materiału: ok 4115 m 3 - Ilość boksów (procesowe): 8 - Maksymalna pojemność robocza boksu 450m3 - Maksymalna (szczytowa) pojemność biosuszenia 75 000Mg/rok. - Cykl procesowy intensywnego kompostowania: do 10 dni Samo biosuszenie jest procesem bardzo pożądanym w układzie technologicznym zakładu. Poniżej przedstawiono kilka faktów oraz korzyści wynikających z zastosowania procesu biosuszenia: Zastosowanie biologicznego i dyfuzyjnego suszenia odpadów zapewnia: a. Zwiększenie przepustowości Zakładu. Ogólna wielkość strumienia odpadów redukuje się w efekcie mineralizacji biomasy oraz odparowania wody o ok. 30%. b. Niskonakładową możliwość zagospodarowania znacznie większej masy odpadów. c. Osiągniecie wilgotności potencjalnego paliwa rzędu 20% zapewniającą korzystną wartość opałową. Strona 16
d. Ułatwienie wydzielania wybranego (handlowego) asortymentu surowców wtórnych w wyniku poprawienia funkcjonowania linii sortowniczej przetwarzające suche odpady. e. Umożliwienie zagospodarowania stabilizatu, po pełnym procesie biologicznym, metodą termiczną. Ogólna charakterystyka procesu biosuszenia Biosuszenie polega na suszeniu odpadów w biorekatorach pod wpływem ciepła powstałego wskutek intensywnych przemian tlenowych substancji organicznych zawartych w odpadach komunalnych w wyniku czego temperatura w pryzmie osiąga 60-80 o C. Proces prowadzony jest przy stałym wymuszonym napowietrzaniu pryzmy (jest więc to proces podobny do kompostowania lecz przy założeniu jedynie mineralizacji odpadów organicznych z pominięciem powstawania substancji humusowych). Należy podkreślić, że w wyniku mineralizacji substancji organicznej oraz odparowania wody masa odpadów zmniejszy się o ok. 25 35% (w zależności od składu odpadów i czasu prowadzenia procesu). Po wysuszeniu odpady będą przetwarzane na linii do segregacji. Wysuszone odpady będą posiadały wilgotność zawierającą się w przedziale 15-25 % pozwalającą po wstępnej segregacji na zastosowanie frakcji wysoko kalorycznych jako paliwa, możliwa jest także sprzedaż wysegregowanych odpadów lub wariant łączony sprzedaż niektórych wysegregowanych asortymentów odpadów, a reszta wykorzystana będzie jako paliwo. Podczas procesu segregacji i przerabiania frakcji kalorycznej dodatkowo zmniejsza się wilgotność końcowego paliwa do 12-20%. Biosuszenie odpadów komunalnych jest coraz częściej stosowane w całej Unii Europejskie np. w Niemczech jako metoda przygotowania odpadów do termicznego przekształcania (w celu obniżenia kosztów spalania), w Anglii, Włoszech i wielu innych. W Polsce biosuszenie zostało zastosowane w instalacji USKOM w Mławie, Suszu, Wołominie, Ścinawce Dolnej, Starym Lesie i innych. Coraz częściej w zamówieniach publicznych wymaga się aby instalacja biostabilizacji (kompostowania) posiadała funkcję biosuszenia np. wybudowane i działające instalacje w Zawierciu, Hajnówce czy Siedlcach. Strona 17
Proces biosuszenia odpadów kontrolowany jest automatycznie między innymi w celu uniknięcia powstawania warunków beztlenowych (poprzez kontrolowanie przebiegu procesu i ilości wprowadzanego powietrza oraz dostosowanie napowietrzania do aktualnej intensywności biodegradacji). Poniżej przedstawiono orientacyjny roczny bilans masowy procesu biosuszenia dla zmieszanych odpadów komunalnych nie uwzględniający selektywnie zbieranych odpadów. Przedstawione parametry są orientacyjne wyliczone na podstawie danych z trzech zakładów w których prowadzony jest proces biosuszenia. Strona 18
Tabela 5 Orientacyjny roczny bilans masowy procesu (zależny od właściwości technologicznych odpadów i parametrów instalacji). PARAMETR WARTOŚĆ JEDNOSTKA PROCES UWAGI Masa odpadów 70 000 Mg Gęstość odpadów 0,350 Mg/m 3 Wilgotność 45 % Redukcja masy biosuszenie Redukcja masy biostabilizacja Masa odpadów po biosuszeniu Ilość odpadów wydzielonych do biostabilizacji Ilość odpadów do składowania po procesie biostabilizacji Ilość odpadów do zagospodarowania w procesach termicznych po procesie biostabilizacji Ilość odpadów 0-20mm po procesie biostabilizacji kompost nie odpowiadający wymaganiom do rekultywacji Paliwo z odpadów czystego paliwa RDF Surowce wtórne Balast na składowisko 30 % 15 % 49 000 Mg Biosuszenie 24 000 Mg 7 600 Mg 6 650 Mg 6 150 Mg 19 800* Mg 5 200 Mg Redukcja o 30 % odparowanie wody i rozkład substancji organicznej, Przeznaczone do stabilizacji w bioreaktorach. Wilgotność do 20 % * masa surowców wtórnych oraz RDF podana jest razem, gdyż im więcej wydziela się surowców tym mniej produkuje się paliwa RDF. Z odpadów komunalnych zmieszanych możliwe jest otrzymanie paliwa o następujących parametrach: Strona 19
ilość od 35 do 50 % w zależności od właściwości technologicznych wsadu; wilgotność do 20%; wartości opałowa paliwa SDF z wysuszonej frakcji ponad 20mm 12,5 17,5 GJ/Mg, wartości opałowa paliwa RDF 21,5 25 GJ/Mg. Wydzielane metale oraz szkło będzie kierowane do odbiorców. W razie potrzeby surowce wtórne na które jest duży popyt (np. tworzywa typu PET) - mogą być wydzielane w trakcie ręcznej segregacji. UWAGA nie należy sumować przepustowości obydwu procesów. Wykorzystują one tą samą instalację i mogą być prowadzone jeden zamiast drugiego lub łącznie. Przy obecnych uwarunkowaniach na rynku zasadne jest zaprojektowanie zakładu, w taki sposób aby można było reagować na potrzeby rynku. Przyjęcie procesu biosuszenia oraz biostabilizacji, stosowanych naprzemiennie, pozwoli elastycznie prowadzić unieszkodliwianie odpadów z Regionu. 3.4.3 Opis procesu Przygotowanie wsadu Napływający stopniowo wsad musi być buforowany jeżeli nie zapewnia możliwości zapełnienia całego tunelu. Boks buforowy nie jest konieczny jeśli: - Materiał może być buforowany w sortowni lub - Jego napływ w ilości pozwalającej na załadunek pełnego tunelu nie przekracza 2-3 dni roboczych. Z przeprowadzonej kalkulacji wynika iż załadunek 1 tunelu przy projektowanej przepustowości instalacji wyniesie do 2 dni. Zaleca się zastosowanie mieszarko rozdrabniarki do FOOK przed załadunkiem bioreaktorów. Strona 20
Załadunek boksów Załadunek boksu, pierwszego boksu procesowego odbywa się przy pomocy ładowarki kołowej. Maszyna nabiera materiał na łyżkę w boksie nadawy lub z placu przed kompostownią, a następnie usypuje złoże w boksie docelowym do wysokości ok. 2,5 m przy ścianach, do 3,5 m w środku pryzmy. Czas załadunku wsadu to ok. 3-4 godzin (w zależności od pojemności łyżki maszyny i sprawności operatora). Nawilżanie wsadu Standardowo, z niewielkimi odchyleniami wynikającymi ze zmiany czynników zewnętrznych, takich jak pogoda, temperatura, pora roku, wilgotność wsadu do reaktora wynosi ok. 45% H 2 O. Dla celów rozpoczęcia procesu konieczna jest taka ilość wody w materiale i porach powietrza, która pozwoli uniknąć przegrzania i zasuszenia się materiału. Z doświadczenie przyjmuje się, że konieczny dla prawidłowej inicjacji i rozgrzania poziom nawilżenia to ok. 60% H 2 O. Dlatego też z reguły należy nawilżać wsad do momentu ustalenia odpowiedniej wilgotności procesowej w ciągu 3-4 pierwszych dni procesu. W okresie dwóch następnych tygodni należy uzupełniać straty wilgoci a w ostatnim tygodniu podsuszyć materiał tak, aby łatwo się dawał przesiewać (do zawartości ok. 35-40% H 2 O). Kontrola procesu, temperatura Samoczynnie, spontanicznie przebiegający proces wymaga kontroli. Napowietrzanie zaopatruje mikroorganizmy w tlen, zraszanie w wodę. Nie wolno dopuścić, aby temperatura wsadu przekraczała 75 C. Efektywne schładzanie pryzmy polega na przewietrzaniu porów materiału z nasyconego parą powietrza i odciąganiu pary wentylacją wywiewną. Para wodna jest nośnikiem energii poza pryzmę. Przenikające do wnętrza pryzmy suche powietrze powoduje odciąganie wilgoci z materiału powodując jego schładzanie (analogicznie do efektu pocenia się). Straty materiałowe w efekcie rozpadu organiki (głównie ubytek C org ) powodują osiadanie i zagęszczenie się pryzmy. Dla odpowiednio efektywnego napowietrzania konieczne jest okresowe rozluźnienie materiału. Higienizacja Mimo, że celem procesu jest inertyzacją organiki przed zdeponowaniem a nie wykorzystanie rolnicze, niezmiernie istotnym procesem jest higienizacja. FOOK jest Strona 21
potencjalnym nośnikiem patogenów niebezpiecznych dla ludzi i zwierząt. Wszelkie manipulacje tym materiałem na otwartej przestrzeni powinny być poprzedzone higienizacją w myśl rozporządzenia o higienizacji ["Guidance on applying the new Animal By-Products Regulation (EC) No 1774/2002']. Wysoka temperatura procesu powyżej +55 C przez kilka dni, w odróżnieniu od fermentacji beztlenowej, zapewnia łatwą i pewną higienizację wsadu. Rozporządzenie wymaga, aby odpad znajdował się w temperaturze higienizacji w nieprzerwanym procesie 10 dni z przynajmniej jednokrotnym przerzuceniem pryzmy/wsadu w celu wyeliminowania efektu brzegowego. Proces higienizacji jest dokumentowany w programie wizualizacji i może być użyty jako dowód wypełnienia warunków procesu wynikających z przepisów. Tabela 2 Temperatura i czas monitorowania w zależności od typu instalacji 55 C 65 C Systemem wymuszonego napowietrzania Ciągły pomiar temperatury sondą; utrzymanie temperatury w nieprzerwanym okresie 4 dni w okresie nieprzerwanego przetwarzania przynajmniej 10 dni Ciągły pomiar temperatury sondą; utrzymanie temperatury w nieprzerwanym okresie 3 dni w okresie nieprzerwanego przetwarzania przynajmniej 10 dni Kontrola emisji, dezodoryzacja Intensywne napowietrzanie oraz przebieg procesu rozpadu organiki nie tylko uwalnia znaczne ilości wody procesowej, ale także gazy. W celu uniemożliwienia penetracji emisji odorów do środowiska, powietrze jest wysysane znad pryzmy i przetłaczane płuczki wodnej a następnie do biofiltra, skąd oczyszczone, wolne od metanu (merkaptanów) uchodzi do atmosfery. Proponuje się zastosowanie płuczki wodnej ze złożem zawieszonym w postaci kulek (piłeczek), z możliwością podłączenia dozowania chemikalii. Biofiltr przeznaczony jest do dezodoryzacji gazów procesowych i powietrza wentylacji boksów. Biologiczne oczyszczanie powietrza w biofiltrze polega na powolnym przepuszczaniu gazów przez warstwę materiału porowatego zasiedlonego przez mikroorganizmy. W określonych warunkach pracy biofiltra, zanieczyszczenia obecne w gazie wylotowym są absorbowane i ulegają stopniowemu rozkładowi na naturalne substancje takie jak woda i dwutlenek węgla. Wstępnie przygotowane powietrze rozprowadzane jest w przestrzeni dystrybucyjnej a następnie przepływa z małą prędkością przez Strona 22
biologiczne złoże organiczne. Jako materiał filtrujący zastosowano mieszaniny surowców pochodzenia organicznego, zawierające duży ładunek biomasy. Sposób ułożenia materiału filtrującego zapewnia jego równomierne napowietrzenie i gwarantuje kontakt całego strumienia gazu ze złożem. W celu zapewnienia odpowiednich warunków pracy biofiltra jest konieczne, aby materiał organiczny posiadał jednolitą strukturę oraz wystarczającą wilgotność. Przy specyficznych warunkach pracy biofiltra mikroorganizmy zasiedlające porowatą warstwę materiału oczyszczają w sposób biologiczny powietrze, absorbując zanieczyszczenia i rozkładając je na wodę i dwutlenek węgla. Wstępnie przygotowane powietrze rozprowadzane jest w przestrzeni dystrybucyjnej, a następnie przepływa z małą prędkością przez biologiczne złoże organiczne. Pożądany czas rezydencji to ok. 60 sekund. Wiele związków organicznych takich jak fenole, formaldehyd, ksylen, toluen, styren, alkohole, ketony i glikole ulegają efektywnemu rozkładowi. Przy zachowaniu optymalnych parametrów pracy biofiltra neutralizacja zanieczyszczeń jest bardzo wysoka i wynosi ponad 98% wprowadzanego ładunku. Koniec procesu intensywnego kompostowania Po 3 tygodniach proces intensywnego kompostownia można uznać za zakończony. W trakcie tego czasu następuje rozpad najbardziej aktywnej frakcji organicznej. Właściwości materiału zmieniają się na bardziej homogenny, sypki o znacznie mniej uciążliwym zapachu. UWAGA okres intensywnej stabilizacji może być skrócony, do 14 dni jeżeli odpady osiągną zakładane parametry wcześniej co zostanie potwierdzone badaniami w laboratorium akredytowanym. Parametr aktywności biologicznej AT 4 Judykatura w wielu krajach Unii Europejskiej określa koniec procesu intensywnego kompostownia parametrem aktywności oddechowej, tzw. AT 4. Jest to badanie metabolicznej aktywności bakterii kompostujących na pożywce organicznej próbki. Im mniejsze zapotrzebowanie tlenu, tym lepiej przekompostowana frakcja organiczna. Parametr AT 4 20mg O 2 /g s.m. jest także zapisany w wytycznych do kompostowania. Osiągnięcie tego poziomu rozkładu organiki w odpadach pozwala na wyprowadzenie materiału z zamkniętego reaktora w celu dojrzewania tegoż na Strona 23
placu odkrytym. Materiał taki nie powoduje emisji odorów oraz nie stanowi pożywki dla plag owadów, gryzoni i ptactwa. Zgodnie z wytycznymi rozporządzenia o MBP stan przetworzenia organiki w FOOK przed zdeponowaniem powinien osiągnąć wartość 10 mg O 2 /g s.m. Przepisy innych krajów UE nie zezwalają na autocertyfikację" jakości produktu przez zakłady przetwarzania odpadów. Badania należy wykonywać, przy założeniu zachowania reżimu technologicznego, na podstawie którego wydano pozwolenie na użytkowanie, okresowo w akredytowanych, niezależnych laboratoriach, nakazując pobieranie próbek co kilka tysięcy metrów sześciennych lub Mg produktu. W warunkach polskich dostawca technologii powinien zagwarantować kompatybilności oferowanej technologii zarówno z przepisami obowiązującymi w innych krajach Unii Europejskiej, które z pewnością w podobnej formie staną się obowiązującym prawem w Polsce, ale przede wszystkim z wytycznymi zawartymi w rozporządzeniu o MBP MŚ. Wyładunek na plac przesiewania i dojrzewania Po maksymalnie 21 dniach materiał jest wyładowywany na plac dojrzewania przy pomocy ładowarki kołowej. Opróżniony, wyczyszczony i przygotowany do przyjęcia wsadu boks jest gotowy na przyjęcie kolejnej partii odpadów. Układanie pryzm W trakcie intensywnego procesu kompostowania następuje ok. 20% redukcji masy wsadu dla FOOK i ok. 45-50% dla BIO. Frakcja po procesie intensywnej stabilizacji tlenowej jest układana na placu dojrzewania. Materiał układa się ładowarką na podłużne pryzmy o szerokości podstawy ok. 5-6 m oraz wysokości 2,5-3m. Szerokość i wysokość pryzm została przyjęta dla ładowarki kołowej oraz przerzucarki. Na podstawie danych dotyczących procesu oraz prognozowanej ilości wsadu do procesu zdefiniowano niezbędną powierzchnię placu dojrzewania zlokalizowanego w sąsiedztwie bioreaktorów. Podane parametry odpadów są założeniem i zostały określona na potrzeby wyliczenia min. powierzchni placu. Kalkulacja została przedstawiona poniżej. zakładana redukcja masy po 21 dniach to 20% -> 25 600 Mg/rok po procesie w fazie I zakładana gęstość 0,60 Mg/m 3 Strona 24
25 600 Mg/rok : 0,60 Mg/m 3 = 42 667 m 3 /rok czas dojrzewania na placu 6 tygodni co daje 8,666 cykli na rok 42 667 m 3 /rok : 8,66 cykli = 4927 m 3 /cykl podstawa pryzmy: 6 m wysokość pryzmy: 3 m przekrój pryzmy: 10 m 2 4927 m 3 : 10m 2 = 493 mb pryzmy 493 m x 6 m = 2958 m 2 - powierzchnia netto placu dojrzewania Odstęp między pryzmami: 7 x 1 m x 44 m = 308 m 2 powierzchnia brutto placu dojrzewania = 2958+308 = 3266 m 2 minimalna niezbędna powierzchnia placu. Przyjęto do zaprojektowania plac dojrzewania o powierzchni 3400 m 2 (ok 75m x ok 45 m). Dla potrzeb kompostowania odpadów zielonych pochodzących z selektywnej zbiórki proponuje się wykonanie odrębnego placu kompostowania odpadów BIO. Kalkulacja została przedstawiona poniżej. zakładana masy odpadów zielonych przeznaczonych na plac 6 000 Mg/rok zakładana gęstość 0,60 Mg/m 3 6 000 Mg/rok : 0,60 Mg/m 3 = 10 000 m 3 /rok czas dojrzewania na placu 6 tygodni co daje 5 cykli na rok (uwzględniono sezonowość powstawania odpadów) 10 000 m 3 /rok : 5 cykli = 2000 m 3 /cykl podstawa pryzmy: 6 m wysokość pryzmy: 3 m przekrój pryzmy: 10 m 2 2 000 m 3 : 10m 2 = 200 mb pryzmy 200 m x 6 m = 1 200 m 2 - powierzchnia netto placu dojrzewania Odstęp między pryzmami: 7 x 1 m x 30 m = 210 m 2 powierzchnia brutto placu dojrzewania = 1 200+210 = 1 410 m 2 minimalna niezbędna powierzchnia placu. Przyjęto do zaprojektowania plac BIO o powierzchni 1 900 m 2 (ok 75m x ok 25 m). Strona 25
Do czasu wybudowania pełnego zakładu na placu kompostowania odpadów zielonych planuje się postawić kontenerowy system stabilizacji tlenowej (do 20 sztuk kontenerów). W celu optymalizacji kosztów budowy w I etapie istnieje możliwość wybudowania placu o mniejszej powierzchni. Zakładaj, że zakład w I Etapie będzie przyjmował do 23.500Mg/rok, poniżej przedstawiono kalkulację dla takiej przepustowości: zakładana redukcja masy po 21 dniach to 20% -> 18 800 Mg/rok po procesie w fazie I zakładana gęstość 0,60 Mg/m 3 18 800 Mg/rok : 0,60 Mg/m 3 = 31 333 m 3 /rok czas dojrzewania na placu 6 tygodni co daje 8,666 cykli na rok 31 333 m 3 /rok : 8,66 cykli = 3620 m 3 /cykl podstawa pryzmy: 6 m wysokość pryzmy: 3 m przekrój pryzmy: 10 m 2 3620 m 3 : 10m 2 = 362 mb pryzmy 362 m x 6 m = 2172 m 2 - powierzchnia netto placu dojrzewania Odstęp między pryzmami: 7 x 1 m x 44 m = 308 m 2 powierzchnia brutto placu dojrzewania = 2172+308 = 2480 m 2 minimalna niezbędna powierzchnia placu. Przyjęto do zaprojektowania plac dojrzewania o powierzchni 2500 m 2 (ok 75m x ok 33 m). Założono również wybudowanie 1000m2 placu pod system kontenerowy a pozostałe 900m2 w drugim etapie inwestycji. Przerzucanie Materiał dojrzewany na pryzmach wymaga przerzucania. Pryzmy mogą być przerzucane ładowarką kołową aczkolwiek dla osiągnięcia założonych parametrów zaleca się przerzucarkę bramową, którą przyjęto w kosztach niniejszej koncepcji. Przerzucanie materiału powoduje jego napowietrzanie, rozluźnienie i podsuszenie oraz dalej idąca redukcję organiki, np. ligniny, drewna i papieru. Koniec procesu Strona 26
Po 6 tygodniach materiał schładza się do około 45-40 C lub mniej. Jest to koniec procesu dojrzewania w myśl osiągnięcia kryteriów składowania określonych parametrem AT 4 o wartości 10mg O 2 /g s.m. W takiej postaci materiał może być bezpiecznie składowany na kwaterze lub po przesianiu na sicie 0-20 stosowany jako materiał rekultywacyjny powierzchni zamykanych kwater. UWAGA!: Osiągnięcie gwarantowanych parametrów jest wprost i bezpośrednio związane z jakością prowadzenia procesu stabilizacji (homogenizacja, przerzucanie, nawilżanie, napowietrzanie, rozluźnianie, etc.). Ignorowanie podstawowych zasad i zaniedbanie obowiązków może spowodować brak wypełnienia wymaganych prawem norm i parametrów. 3.5 Struktura instalacji Dla celów sprawnego prowadzenia procesu biologicznej, tlenowej stabilizacji, instalacja dzieli się na kilka powiązanych wzajemnie obiektów i obszarów technologicznych w załączniku nr 4 pokazano przykładowy układ dla proponowanego rozwiązania. Konstrukcja boksów (tuneli) Boksy to w standardowym wyposażeniu wolnostojące w szeregu boksy, wykonane z betonu zbrojonego, kwasoodpornego. Wjazd wyposażony jest w portal żelbetowy, na którym od zewnątrz mocowane są bramy przesuwne pozbawione napędu elektrycznego bądź hydraulicznego. Każdy z boksów jest 6-metrowej szerokości, 30-metrowej długości. W warunkach klimatycznych, gdzie występują okresy długich i ciężkich mrozów, zewnętrzne ściany boksów powinny być izolowane cienką warstwą otynkowanego styropianu lub panelami termoizolacyjnymi w celu wyeliminowania efektu mokrych plam kondensacyjnych na powierzchniach ścian. Ściany i posadzki, place Betonowe ściany wykonane są z zagęszczanego betonu z wypełniaczem odpornym na kwaśne środowisko, w jakości architektonicznej lub wiaduktowej. Zbrojone stalą ściany powinny wytrzymać napór materiału i udary ciężkim sprzętem. Wewnątrz Strona 27
ściany nie powinny mieć żadnych występów lub mocowanych powierzchniowo instalacji w zasięgu łyżki ładowarki. Posadzka jest betonowa o wytrzymałości na podwyższoną temperaturę i ścieralność, kwasowość i nacisk kół ciężkich maszyn. Posadzka wewnątrz reaktora powinna mieć lekki spadek w kierunku wjazdu do tunelu. Wzdłuż boksów przebiegają w posadzce kanały napowietrzające, które również pełnią funkcję odbierania odcieków powstających w trakcje procesu. Place przed boksami mogą być w kontynuacji wybudowane z tego samego materiału, co posadzka boksów lub np. z asfaltu. Należy zwrócić uwagę na to, by spadki placu przed boksem uniemożliwiały spływanie wód opadowych do wnętrza boksów. Bramy Bramy są stalowe, ramowe, z wypełnieniem z płyt warstwowych, przesuwne, montowane na betonowym portalu od zewnątrz tak, że żaden element mechanizmu transportowego nie ma styczności z agresywnym środowiskiem reaktora. Po otwarciu bramy w obrębie manewrowym ładowarki nie powinno być żadnych elementów konstrukcyjnych bramy, okuć, zawiasów, prowadnic i blokad, które mogłyby ulec mechanicznemu uszkodzeniu maszynami. Każdy bioreaktor zamykany będzie za pomocą bramy wykonanej w klasie odporności korozyjnej C3. Strona 28
Zdjęcie 1. Przykładowe bramy do zastosowania w proponowanej technologii System wentylacji boksów (bioreaktorów) System wentylacji boksów musi być tak zaprojektowany, aby wytwarzał wspólnie dla wszystkich i indywidualnie dla wybranych boksów odpowiednie do trybu pracy podciśnienie i kierunek powietrza zasysanego do wnętrza i do tylnej części boksów. Każdy z boksów musi posiadać indywidualnie sterowaną klapę o napędzie elektrycznym z możliwością automatycznego sterowania nią w zależności od aktualnego stanu bramy. Zamawiający preferuje rozwiązania materiałowe na bazie stali typu 316L - jako minimum przy zastosowaniu blach grubości 1,25-1,5mm na całości instalacji skręcanej na kołnierze płaskie spawane. Dopuszcza się instalacje na bazie elementów instalacji z PCV Wavin lub PE/PP. Klapy i inne armatury muszą być ze stali nierdzewnej lub PE/PPS z możliwością otwierania, demontażu i konserwacji. Pożądana klasa szczelności systemu - klasa C. Dla każdego z boksów zakłada się oddzielny wentylator tłoczący wtłaczający powietrze przez kanały napowietrzające pod pryzmę oraz dwa wentylatory wyciągowe (po jednym na zestaw 4 bioreaktorów). Strona 29
System napowietrzania i kontroli procesu Sednem systemu napowietrzania pryzm w boksach jest system rur napowietrzających w posadzce boksów. Rury są tak zabudowane, że powierzchnia wyposażona w dysze jest około 3 cm poniżej powierzchni posadzki.. Konstrukcja i ilość dysz na rurach umożliwia gwarantowaną równomierność rozprowadzenia powietrza na całej powierzchni dennej złoża. Dzięki temu nie tworzą się drożności łatwego przepływu powietrza przez nie homogenny materiał wsadu. Rury te są jednocześnie odbiornikiem odcieków technologicznych. Konstrukcja rur napowietrzających umożliwia okresowe ich czyszczenie od strony wentylatorowni (zaślepki na trójniku zdjęcie 4). Dopuszcza się zastosowanie kanałów napowietrzających wykonanych z żelbetu. Planuje się budowę bezodpływowego zbiornika na odcieki technologiczne o pojemności min. 100m3. Zbiornik można docelowo wyposażyć w przepompownie i okresowo pompować odcieki. Zbiornik powinien być umieszczony pod płytą manewrową. Zdjęcie 2. Układanie rur napowierzających w bioreaktorze Zdjęcie 3. Gotowa podłoga bioreaktora Strona 30
Zdjęcie 4. Widok na komorę rozprężną i system rur napowietrzających Dla kontroli procesu przewidziane są lance pomiaru temperatury. Lance te mają pięć punktów pomiaru i dają obraz przekroju pryzmy i rozkładu stref temperatury wewnątrz materiału. Lance są bezprzewodowe przekazując drogą radiową lub tradycyjnie za pomocą przewodu. Sondy są wykonane ze stali nierdzewnej, kwasoodpornej i hermetyczne. Pozyskiwane dane przekazywane są do procesora sterującego PLC. Komputer ten reguluje pracą wentylatorami napowietrzania, wentylacji boksów i ochrony biofiltra. Sterowne falownikami wentylatory regulują czas napowietrzania i czas przerw. Pozwala to utrzymać optymalne warunki aerobowe, schładzanie pryzm bez niebezpieczeństwa ich nadmiernego przesuszenia. Wydajność wentylatorów jest określona ustawieniem częstotliwości falowników. W efekcie system dopasowuje działanie do wymaganych wydajności i pracuje w granicach 30-60% mocy zainstalowanej, w zależności od stanu materiału w boksie. Parametry operacyjne można ustawiać zarówno na ekranie dotykowym usytuowanym na szafie sterownia, znajdującej się w wentylatorowi zlokalizowanej na tylnej części bioreaktorów jak i w sterowni obiektowej. Niezależnie od tego ekranu dotykowego, system wyposażony jest w komputer z wizualizacją parametrów Strona 31
procesowych zlokalizowany w sterowni obiektowej. Na ekranie wyświetlane są wszystkie stany operacyjne, trendy, wartości oraz alarmy. Ustawianie parametrów procesowych odbywa się klasycznym sposobem wprowadzania danych myszką przez kliknięcia lub zapisywanie danych na interfejsach. Dodatkowo, szerokopasmowe łącze internetowe umożliwia kontrolowaną łączność z technologiem zewnętrznym, który jest w stanie zdalnie skorygować lub ocenić pracę systemów, odczytać zapisy banku danych dotyczących usterek i czynnie wspomagać operatora, co jest szczególnie cenne i przydatne w okresie wdrażania się technologa zakładowego. System jest tak skonstruowany, że brak wizualizacji lub awarie elektroniki nie blokują pracy kompostowni. Całość procesu i wszystkie elementy techniczne mogą być obsługiwane i sterowane ręcznie. System zraszania Z reguły odpady komunalne mają zbyt małą wilgotność do prowadzenia prawidłowego procesu kompostowania. Szczególnie na początku procesu należy uzupełnić brak wody przez intensywne zraszanie złoża. Boksy posiadają automatyczne i ręczne systemy zraszania. Wentylacja, biofiltr, płuczka gazów Zasadniczym elementem kontroli emisji jest system wentylacji hal boksów i dezodoryzacja gazów w biofiltrze. W okresie, gdy boksy są zamknięte panuje w nich podciśnienie z tytułu wysysania powietrza spod pryzmy. Powietrze z hali boksu przenika przez materiał i wtłaczane jest wolnostojącym wentylatorem ssąco-tłocznym do biofiltra. W momencie krótko przed otwarciem bram przez operatora system automatycznie włącza wentylator wentylacji boksów, ustawiając wentylacje wybranych boksów ustawieniami klap usytuowanych na rurach wentylacyjnych. Powietrze wysysane w tylnej części boksów powoduje ruch powietrza zewnętrznego przez bramy do boksu i stamtąd do biofiltra. Ogranicza to skutecznie wszelkie emisje zapachów do absolutnego minimum. W ustawieniu automatycznym wentylatory wentylacji hali są zabezpieczeniem złoża filtra biologicznego, chroniąc go przed przegrzaniem się. Idealne warunki pracy złoża, to 30-42 C. W momencie, gdy temperatura gazów procesowych jest zbyt wysoka, system włącza wentylator hali mieszając powietrze gorące z chłodniejszym. Strona 32