GOSPODARKA ODPADAMI Właściwości odpadów komunalnych Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 1
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTER ODPADÓW KOMUNALNYCH Odpady komunalne mają specyficzny charakter zmieniający się w zależności od wielu czynników, takich jak: rodzaj zabudowy, nasycenie terenu obiektami usługowymi oraz innymi obiektami niemieszkalnymi, wyposażenie techniczne i sanitarne budynków (szczególnie sposób ogrzewania). Istotny wpływ na skład tych odpadów mają też m.in.: stan zamożności mieszkańców, prowadzone selektywne zbieranie surowców wtórnych kompostowanie przydomowe, pory roku. Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 2
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTER ODPADÓW KOMUNALNYCH Ze składem materiałowym odpadów wiążą się w bezpośredni sposób ich właściwości. Każdy ze składników charakteryzuje się bowiem określoną wilgotnością, zawartością substancji organicznej, wartością ciepła spalania. Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 3
BADANIA ODPADÓW PRZEPISY NORMOWE PN-93/ Z-15006 Odpady komunalne stałe. Oznaczanie składu morfologicznego wyodrębnia 10 podstawowych składników odpadów komunalnych, Nie przewiduje badań składu materiałowego oraz fizyko-chemicznego poszczególnych frakcji granulometrycznych oraz materiałowych. Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 4
BADANIA ODPADÓW W badaniach odpadów komunalnych stosuje się niekiedy metodologię rozszerzoną, która pozwala na uzyskanie bardziej szczegółowych wyników, przydatnych zwłaszcza do projektowania instalacji sortowania i mechaniczno-biologicznego oraz termicznego unieszkodliwiania zmieszanych odpadów komunalnych. Bada się np.: skład granulometryczny ( np. < 10 mm, 10-40 mm, 40-100 mm i > 100 mm) skład fizyczno-chemiczny poszczególnych frakcji sitowych oraz materiałów z nich wydzielonych. Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 5
BADANIA ODPADÓW Ze względu na znaczną zmienność składu i właściwości odpadów komunalnych, zależną od miejsca, jak i czasu wytwarzania, w celu uzyskania wiarogodnych wyników przeprowadza się badania składu w 4 cyklach z uwzględnieniem pór roku (okresów grzewczych), z uwzględnieniem rodzaju zabudowy. Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 6
Charakterystyka odpadów komunalnych stałych Znaczna zmienność ilościowo jakościowa w cyklu wieloletnim, rocznym i w poszczególnych porach roku Duża niejednorodność składu morfologicznego i chemicznego (także pozostałości po selektywnej zbiórce lub mechanicznym sortowaniu) Potencjalne zagrożenie higieniczno- sanitarne związane z obecnością drobnoustrojów chorobotwórczych w: odpadach komunalnych selektywnie gromadzonych odpadach biodegradowalnych ciekłych odpadach komunalnych (z osadników gnilnych, w osadach ściekowych i innych odpadach z oczyszczalni ścieków Niestabilność, podatność na procesy gnilne i wydzielanie odorów przez frakcję organiczną w miejscu powstawania, podczas utylizacji oraz unieszkodliwiania Obecność odpadów niebezpiecznych np. chemikaliów domowych Rosik Dulewska Cz. Podstawy Gospodarki Odpadami PWN, Warszawa 2002 7
Właściwości technologiczne odpadów komunalnych Technologie unieszkodliwiania odpadów wymagają dobrej znajomości ich właściwości. Właściwości określa się na podstawie badań. Badania powinny dostarczyć informacji : o bieżących właściwościach odpadów o prognozowanych zmianach tych właściwości śledzić zmiany zachodzące w kolejnych latach (monitoring) Rosik Dulewska Cz. Podstawy Gospodarki Odpadami PWN, Warszawa 2002 8
Zakres badań Zakres badań obejmuje zwykle 4 grupy wskaźników: ilościowe nagromadzenie odpadów właściwości fizyczne właściwości paliwowe właściwości nawozowe Rosik Dulewska Cz. Podstawy Gospodarki Odpadami PWN, Warszawa 2002 9
Wskaźniki ilościowe objętościowy wskaźnik nagromadzenia w m3/mieszkańca/rok wagowy wskaźnik nagroamdzenia w kg/mieszkańca/rok nierównomierności nagromadzenia: dobowy, miesięczny, roczny Równocześnie wskazuje się źródła powstawania odpadów Rosik Dulewska Cz. Podstawy Gospodarki Odpadami PWN, Warszawa 2002 10
Właściwości fizyczne Gęstość objętościowa odpadów w miejscach ich gromadzenia kg/m3 (tzn. w pojemnikach) zawartość frakcji (analiza sitowa): 0-10, 10-40, 40100, > 100 mm skład grupowy (analiza morfologiczna). 10 podstawowych grup materiałowych to: frakcja drobna (< 10 mm) odpady spożywcze pochodzenia roślinnego zwierzęcego odpady papieru i tektury tworzywa sztuczne odpady tekstylne metale szkło pozostałe odpady organiczne pozostałe odpady Rosik Dulewska Cz. Podstawy Gospodarki Odpadami PWN, Warszawa 2002 nieorganiczne 11
6 Objętość 1 tony odpadów komunalnych 5.7 W pojemniku 5 W samochodzie 4 3 2 1 3.3 Na składowisku 1.7 Rozdrobnione i zbelowane 0.9 po spaleniu 0.2 0 Objętość 1 tony odpadów (m3) Oleszkiewicz J. Eksploatacja składowiska odpadów. Poradnik decydenta Lem Projekt, Kraków 1999 12
Sieja L. Charakterystyka odpadów komunalnych na podstawie badań w wybranych miastach Polski Ochrona powietrza i problemy odpadów Nr 1/2006 13
Sieja L. Charakterystyka odpadów komunalnych na podstawie badań w wybranych miastach Polski Ochrona powietrza i problemy odpadów Nr 1/2006 14
Sieja L. Charakterystyka odpadów komunalnych na podstawie badań w wybranych miastach Polski Ochrona powietrza i problemy odpadów Nr 1/2006 15
Właściwości paliwowe Zawartość wody (wilgotność) zawartość części palnych zawartość części niepalnych części lotne ciepło spalania wartość opałowa (w tym robocza) składniki agresywne (SO2, HCl, N2O5) skład elementarny części palnych (C, H, S, N, Cl, O) Rosik Dulewska Cz. Podstawy Gospodarki Odpadami PWN, Warszawa 2002 16
Właściwości nawozowe ogólna zawartość substancji organicznej zawartość węgla zawartość azotu zawartość fosforu zawartość potasu zawartość metali ciężkich (np.. Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn) Rosik Dulewska Cz. Podstawy Gospodarki Odpadami PWN, Warszawa 2002 17
BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA W latach 2004-2005 wykonano badania składu odpadów komunalnych Wrocławia: z wydzieleniem frakcji <10 mm, 10-20 mm, 20-40 mm, 40-80 mm, 80-100 mm oraz > 100 mm w czterech seriach: wiosna (W), lato (L), jesień (J), zima (Z). Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 18
BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA W każdej z serii badano odpady z trzech środowisk Wrocławia, różniących się strukturą zabudowy oraz standardem wyposażenia mieszkań: 1. Środowisko 1-nowe osiedla z zabudową wielorodzinną, centralny system ogrzewania, 2. Środowisko 2-centrum miasta, stara i nowa zabudowa, mieszany system ogrzewania (centralne i indywidualne), 3. Środowisko 3- zabudowa rozproszona, peryferyjna, podmiejska, jedno- i wielorodzinna, ogrzewanie lokalne gazowe i węglowe (koksowe). Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 19
RĘCZNE SORTOWANIE ODPADÓW Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 20
BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA W seriach wiosennej i letniej dzielono odpady na 4 frakcje, w seriach jesiennej i zimowej na 6 frakcji poprzez sortowanie na sitach ręcznych (jak na poprzednim rysunku). Frakcje >100 mm i 40-100 mm z serii W i L oraz frakcje >100 mm, 80-100 mm i 40-80 mm z serii J, Z były dzielone na 34 podkategorie, frakcje 10-40 mm z serii W, L oraz frakcja 20-40 mm z serii J i Z dzielono na 11 kategorii. Każda z kategorii wydzielonych poprzez ręczne sortowanie była ważona. Kategorie oraz podkategorie były zgodne z metodologią SWA-Tool, opracowaną w ramach projektu europejskiego [1] tabela 1. Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 21
BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA KATEGORIA PODKATEGORIA GŁÓWNA ORGANIKA Odpady kuchenne, stołówkowe uleg. Biodegradacji Odpady z ogrodów/parków uleg. Biodegradacji Inne odpady ulegające biodegradacji Inne odpady ulegające biodegradacji DREWNO Drewno nie poddawane obróbce Drewno poddawane obróbce Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 22
BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA KATEGORIA PODKATEGORIA GŁÓWNA PAPIER I TEKTURA Papier/tektura opakowaniowe P a pier/tek tura niebiodeg ra dow a lne Papier/tektura opakowaniowe Gazety Pozostałe papier tektura nie opakowaniowe Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 23
BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA KATEGORIA PODKATEGORIA GŁÓWNA TWORZYWA Woreczki z tworzyw SZTUCZNE opakowaniowe Woreczki z tworzyw -nieopakowaniowe Butelki/słoiki z tworzyw opakowaniow e Pozostałe opakowania z tworzyw Nieopakowania z tworzyw Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 24
BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA KATEGORIA PODKATEGORIA GŁÓWNA SZKŁO Opakowania szklane-białe Opakowania szklane-brązowe Opakowania szklane-inne Szkło nieopakowaniowe Opakowania szklane-białe TEKSTYLIA Odzież Tekstylia inne niż odzież Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 25
BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA KATEGORIA PODKATEGORIA GŁÓWNA METALE Opakowania żelazne Opakowania nieżelazne Inne odpady żelazne ODPADY NIEBEZPIECZNE Inne odpady nieżelazne Baterie/Akumulatory Pozostałe odpady niebezpieczne Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 26
BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA KATEGORIA PODKATEGORIA GŁÓWNA WIELOMAT ERIAŁOWE Opakowania wielomateriałowe Nieopakowaniowe odpady wielomateriałowe Odpady sprzętu elektrycznego i elektronicznego Opakowania wielomateriałowe Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 27
BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA KATEGORIA PODKATEGORIA GŁÓWNA INNE Pozostałe inertne KATEGORIE Pieluchy Odpady z ochrony zdrowia/biologiczne Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 28
BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 29
Skład odpadów Wrocławia w latach 19922005 Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 30
BADANIA ODPADÓW NA PRZYKŁADZIE MIASTA WROCŁAWIA Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 31
Skład morfologiczny odpadów w Polsce, mierzony w procentach grupa odpadów duże miasta małe miasta frakcja drobna odpady spożywcze, roślinne, zwierzęce makulatura tworzywa sztuczne tekstylia szkło metale pozostałe organiczne pozostałe nieorganiczne 10,4 28,0 obszary wiejskie 22,0 33,5 22,6 7,2 14,0 8,5 2,5 2,5 12,5 5,5 11,0 15,5 4,6 2,3 1,2 1,5 10,4 8,0 18,0 32,0 3,0 10,6 4,1 3,6 5,0 Maćków I.,Małysa H.,Sebastian M., Szpadt R.:ZMIENNOŚĆ SKŁADU I WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW KOMUNALNYCH MIASTA WROCŁAWIA 32
ILOŚĆ ODPADÓW KOMUNALNYCH WYWIEZIONYCH (ZEBRANYCH) W LATACH 2000 2003 (w tys. Mg) Rok: 2000 Ilość odpadów 12 225,7 2001 11 109 2002 10 509 2003 9 924,8 Zdeponowane na 11 858,9 10 785,8 10 161,9 9 609,1 składowiskach Unieszkodliwiane w spalarniach i w kompostowniach 2,9 + 248,5 14,2 + 308,9 6,0 + 214,8 170,5 33
ISKA Inteligentne sposoby usuwania odpadów komunalnych 34
WŁAŚCIWOŚCI ODPADÓW ISTOTNE Z PUNKTU WIDZENIA KONSTRUKCJI SKŁADOWISKA Zagęszczalność odpadów Gęstość objętościowa odpadów na składowisku Parametry wytrzymałościowe (analogiczne, jak dla gruntów): kąt tarcia wewnętrznego ( Φ [deg]) Kohezja (c [kpa]) Odkształcalność jako miarę odkształcalności można przyjąć edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej Mo (kpa) współczynnik ściśliwości pierwotnej (Cp) Moduł odkształcenia Es (kpa) 35
WŁAŚCIWOŚCI RÓŻNYCH MATERIAŁÓW ISTOTNE PRZY SPRAWDZANIU STATECZNOŚCI SKŁADOWISKA Rodzaj materiału Gęstość objetościowa Gęstość obj. przy pełnym nasycniu porów wodą Kohezja Kąt tarcia wewnętrznego (kpa) (deg) (t/m ) (t/m ) Rodzime iły i gliny 2,0 2,1 2,1 2,2 48 96 0 0 Ił rodzimy (Yorkville) 2,2 2,2 120 0 Obsypka drenażowa 1,8 1,8 0 30 Odpady 1,0 2,1 1,0 2,2 9,6 72 30 0 Gładka geomembrana HDPE (60 mil) 0,9 0,9 0 8 Teksturowana geomembrana HDPE (40 mil) 0,9 0,9 0 20 3 Zagęszczona glina Zewn. warstwa gruntu organicznego 3 Bogner J., Reddy K., Spokas K.: Dynamic Water balance Aspects of Bioreactor Landfills VIIIth Int. Waste Management and Landfill Symposium, Sardiania, Italy, X 2001 36
Pisarczyk S.: Grunty nasypowe. Właściwości geotechniczne i metody badania. Oficyna Wyd. Polit. Warszawskiej W-wa 2004 1-238 37
Pisarczyk S.: Grunty nasypowe. Właściwości geotechniczne i metody badania. Oficyna Wyd. Polit. Warszawskiej W-wa 2004 1-238 38
Pisarczyk S.: Grunty nasypowe. Właściwości geotechniczne i metody badania. Oficyna Wyd. Polit. Warszawskiej W-wa 2004 1-238 39
Pisarczyk S.: Grunty nasypowe. Właściwości geotechniczne i metody badania. Oficyna Wyd. Polit. Warszawskiej W-wa 2004 1-238 40
BADANIE WYTRZYMAŁOŚCI NA SCINANIE IN SITU PRÓBKA Z OBCIĄŻENIEM Salomo K.P.,Krüger D.:Grossrahmenversuche auf der Deponie Wernsdorf,Müll und Abfall. Erich Schmidt Verlag GmbH&Co, Berlin, X 2001 41
UKŁAD BADAWCZY Z WYKORZYSTANIEM SPYCHACZA JAKO PRZECIWWAGI Salomo K.P.,Krüger D.:Grossrahmenversuche auf der Deponie Wernsdorf,Müll und Abfall. Erich Schmidt Verlag GmbH&Co, Berlin, X 2001 42
ZALEŻNOŚĆ MIĘDZY NAPRĘŻENIAMI ŚCINAJĄCYMI, A NAPRĘŻENIAMI NORMALNYMI Salomo K.P.,Krüger D.:Grossrahmenversuche auf der Deponie Wernsdorf,Müll und Abfall. Erich Schmidt Verlag GmbH&Co, Berlin, X 2001 43
WIELKOŚĆ KĄTA TARCIA WEWNĘTRZNEGO I KOHEZJI W ZALEŻNOŚCI OD PRZEMIESZCZEŃ Wniosek: Wraz z rosnącymi przemieszczeniami maleje kohezja oraz nieznacznie wzrasta kąt tarcia wewnętrznego. Spadek wartości kohezji jest spowodowany rozrywaniem i wyciąganiem włókien i folii. Salomo K.P.,Krüger D.:Grossrahmenversuche auf der Deponie Wernsdorf,Müll und Abfall. Erich Schmidt Verlag GmbH&Co, Berlin, X 2001 44
Pisarczyk S.: Grunty nasypowe. Właściwości geotechniczne i metody badania. Oficyna Wyd. Polit. Warszawskiej W-wa 2004 1-238 45
KPGO 2010 46