Innowacje w procesie sortowania zmieszanych odpadów z gospodarstw domowych w kontekście celów Krajowego Planu Gospodarki Odpadami 2014. 1. Wprowadzenie Mariusz Rajca Najbliższe lata to okres najbardziej intensywnych zmian w obszarze zagospodarowania odpadów komunalnych w Polsce. Jest to związane w szczególności z koniecznością osiągnięcia określonych celów wynikających z dyrektyw Unii Europejskiej, które znalazły zarówno odzwierciedlenie w prawie już obowiązującym w Polsce, jak również z wejściem w życie z dniem 01.01.2012 roku ustawy, w wyniku, której gminy obligatoryjnie przejmą obowiązki właścicieli nieruchomości w zakresie zagospodarowania odpadów komunalnych. Wszystkie te zmiany mają doprowadzić do powstania systemu gwarantującego bardzo znaczące ograniczenie ilości składowanych odpadów komunalnych. Redukcja strumienia odpadów komunalnych powinna w bardzo szybkim tempie wzrastać i wynieść znacząco ponad 50%. Uwzględniając prognozowane ilości wytwarzanych odpadów redukcja ta może stanowić nawet ponad 7-8 mln Mg w 2020 roku. Ograniczenie to powinno nastąpić w szczególności w efekcie odzysku oraz przygotowania do ponownego wykorzystania i recyklingu określonych frakcji materiałowych (papieru, tworzyw sztucznych, szkła i metali), jak również przetwarzania i redukcji odpadów ulegających biodegradacji. Analizując stan obecny tj. przepustowości istniejących instalacji do sortowania, odzysku oraz biologicznego i termicznego przetwarzania odpadów, jak i tempo realizacji procesów inwestycyjnych w tym obszarze, można by już dziś stwierdzić, iż osiągnięcie takiego poziomu redukcji nie będzie możliwe, bądź będzie bardzo trudne. Z drugiej jednak strony, konkretne przykłady modernizacji instalacji technologicznych przeprowadzonych w latach 2010-2011, bądź budowy kilku nowych zakładów zagospodarowania odpadów, których uruchomienie planowane jest na lata 2012-2013, potwierdzają, że również w polskich uwarunkowaniach można budować instalacje, zapewniające wysoki poziom odzysku frakcji materiałowych, a w efekcie redukcję przeznaczonych do składowania odpadów, jednocześnie przy zapewnieniu dużej efektywności. Ogromne wyzwania wymagają podejmowania przemyślanych i dobrze zaplanowanych działań. Filarem nowego systemu mają stać się regionalne instalacje do przetwarzania odpadów. Nawet, jeżeli faktyczne zostaną wybudowane wszystkie aktualnie planowane instalacje do termicznego przetwarzania, to ich przepustowość pozwoli na przetwarzanie od kilkunastu do nieco ponad 20% wytwarzanych odpadów komunalnych. Pozostały strumień odpadów trafi do innego typu instalacji. Planuje się stworzenie sieci instalacji sortowania i odzysku, mechaniczno- biologicznego przetwarzania oraz termicznego przetwarzania odpadów. Istotne jest, aby budowane instalacje i stosowane procesy technologiczne były sprawdzone na innych rynkach oraz zostały dostosowane do polskich - a szczególnie - do lokalnych realiów lub potrzeb. Wysoka skuteczność procesów oraz efektywność powinny stać się głównymi z podstawowych kryteriów ich oceny i doboru. W dalszej części zostanie przedstawione praktyczne spojrzenie na aspekty procesów sortowania i odzysku oraz innowacje technologiczne w kontekście ambitnych celów przejętych w Krajowym Planie Gospodarki Odpadami 2014.
2. Odpady komunalne w liczbach oraz cele KPGO 2014 Według danych KPGO 2014 ilość wytwarzanych w Polsce odpadów komunalnych w 2011 roku ma wynieść ok. 12,5 mln Mg a w roku 2020 już ok. 14,2 mln Mg. Jesienią 2010 roku GUS (Central Statistical Office of Poland) opublikował nowe dane dotyczące m.in. gospodarki odpadami komunalnymi w Polsce. W roku 2009 w ponad 94% gmin prowadzono selektywną zbiórkę odpadów. W ramach tej działalności odzyskano m.in. nieco poniżej 500 tys. Mg odpadów w postaci: tworzyw sztucznych, papieru, metali i szkła. W strumieniu odzyskanych odpadów, papier i tworzywa sztuczne stanowiły ok. 250 tys. Mg. W stosunku do zebranych w 2009 roku ok. 10 mln Mg odpadów komunalnych, ilość zebranych selektywnie i skierowanych do recyklingu odpadów wyniosła ok. 5%.[3] Zdj. 1. Odpady komunalne z gospodarstw domowych w Polsce W Polsce zmieszane odpady komunalne pochodzące z gospodarstw domowych - w zależności od ich pochodzenia (tereny wielskie/ miejskie) - zawierają znaczące ilości poszczególnych frakcji materiałowych. Udziały czterech podstawowych frakcji materiałowych w całkowitym strumieniu odpadów komunalnych kształtują się następująco [2]: papier: ~5 ~20% tworzywa sztuczne: ~10 ~16% szkło: ~8 ~10% metale: ~1 ~3% Wykresy 1 i 2 obrazują prognozowane ilości wytwarzanych odpadów w perspektywie najbliższych lat i pozwalają w łatwy sposób wyliczyć wymagane poziomy odzysku i redukcji.
Wykres 1. Prognozowane ilości wytwarzanych odpadów komunalnych w Polsce w tym biodegradowalnych wytwarzanych oraz dopuszczonych do składowania [2]. Źródło: opracowanie własne na podstawie danych KPGO 2014 Wykres 2. Prognozowane ilości papieru i tektury, szkła, metali oraz tworzyw sztucznych w wytwarzanych odpadach komunalnych w Polsce [2]. Źródło: opracowanie własne na podstawie danych KPGO 2014 Dwa lata po wejściu w życie nowej ramowej dyrektywy 2008/98/WE w sprawie odpadów, szereg wymagań i celów z niej wynikających znalazło odzwierciedlenie w obowiązującym od
01.01.2011 roku KPGO 2014 (National Waste Management Plan Poland 2014), w którym dla gospodarki odpadami komunalnymi przyjęto następujące cele: 1. objęcie zorganizowanym systemem odbierania odpadów komunalnych wszystkich mieszkańców najpóźniej do 2015 r., 2. objęcie wszystkich mieszkańców systemem selektywnego zbierania odpadów najpóźniej do 2015 r., 3. zmniejszenie ilości odpadów komunalnych ulegających biodegradacji kierowanych na składowiska odpadów, aby nie było składowanych: a) w 2013 r. więcej niż 50% b) w 2020 r. więcej niż 35% masy tych odpadów wytworzonych w 1995 r., 4. zmniejszenie masy składowanych odpadów komunalnych do max. 60% wytworzonych odpadów do końca 2014 r., 5. przygotowanie od ponownego wykorzystania i recykling materiałów odpadowych, przynajmniej takich jak papier, metal, tworzywa sztuczne i szkło z gospodarstw domowych i w miarę możliwości odpadów innego pochodzenia podobnych do odpadów z gospodarstw domowych na poziomie minimum 50% ich masy do 2020 roku. Wyżej wymienione cele są niewątpliwie ważne i ich osiągnięcie oznaczać będzie wykonanie ogromnego kroku w porządkowaniu gospodarki odpadami nawet, jeżeli okaże się konieczna rewizja terminów ich realizacji. Możliwość realizacji celów określonych w pkt. 3, 4 i 5 jest ściśle powiązana z rodzajem zastosowanych technologii służących do odzysku lub przetwarzania odpadów. 3. Efekty realizacji celów KPGO 2014 Jednym z celów KPGO 2014jest odzyskanie do 2020 roku z odpadów z gospodarstw domowych a następnie przygotowanie do ponownego wykorzystania i recyklingu, co najmniej 50% wagowych papieru, tworzyw sztucznych, szkła i metali. [3] W uproszczeniu można powiedzieć, iż aby spełnić wymagania nowej dyrektywy odpadowej konieczne jest wydzielenie/odzyskanie każdego roku ponad 20% odpadów w postaci frakcji materiałowych ze strumienia odpadów komunalnych pochodzących z gospodarstw domowych. Mając na uwadze prognozowane ilości wytwarzanych odpadów oraz udziału poszczególnych frakcji materiałowych: papieru, tworzyw sztucznych, szkła oraz metali mówimy o odzysku ponad 2,7 mln Mg rocznie wymienionych frakcji materiałowych. Odzysk ten wprost przekłada się na redukcję ilości składowanych odpadów oraz ograniczenie ilości składowanych odpadów ulegających biodegradacji (papier) i w dużej mierze jest zależny od skuteczności i efektywności instalacji technologicznej do sortowania i odzysku. Realizacja celów KPGO 2014 i nowej ramowej dyrektywy 2008/98/WE wymaga przeprowadzenia w najbliższych latach wielu procesów inwestycyjnych związanych z budową instalacji do sortowania, odzysku oraz przetwarzania odpadów. Wiele uwagi poświęca się tworzeniu systemu selektywnego zbierania odpadów. W obszarze tym, obserwuje się już pierwsze zachodzące pozytywne zmiany, które są związane z analizą ekonomiki tego procesu i dążeniem do optymalizacji systemów zbierania odpadów z uwzględnieniem potrzeb
odbiorców, możliwości zagospodarowania oraz rozwojem technik i technologii procesów sortowania i odzysku. Jednakże czasem można odnieść wrażenie, że głównym celem staje się tylko wdrożenie selektywnego zbierania odpadów a nie odzysk określonych frakcji materiałowych, o jakości oczekiwanej przez odbiorców (recyklerów) i to przy możliwie najniższych kosztach specyficznych. Z drugiej strony, pomimo wielu praktycznych doświadczeń zebranych również w Polsce w okresie ostatnich lat, nadal w niektórych gremiach toczy się dyskusja nad zasadnością sortowania odpadów komunalnych niesegregowanych (zmieszanych) z gospodarstw domowych. Kwestionowany jest odzysk surowców wtórnych, w szczególności w kontekście technicznych możliwości wydzielenia tych frakcji w sposób efektywny, a co ważniejsze jakości odzyskiwanych frakcji materiałowych i rzekomego braku możliwości ich zagospodarowania. Jeżeli jednak przeanalizujemy rynek zagospodarowania poszczególnych frakcji materiałowych to okaże się, że w Polsce za wyjątkiem ostatniego okresu kryzysu gospodarczego, surowce wydzielane na instalacjach do sortowania odpadów komunalnych niesegregowanych znajdywały i nadal znajdują nabywców. Co więcej, okazuje się, iż podmioty zajmujące się odzyskiem surowców wtórnych zarówno z odpadów komunalnych zmieszanych, jak i zbieranych selektywnie, uzyskują inny poziom cen, uzależniony od jakości jedynie w przypadku papieru. Dla pozostałych frakcji materiałowych Politereftalan etylenu (PET), Polietylen/- propylen (PE/PP), folii, kartoników po produktach spożywczych, poziom oferowanych cen jest z drobnymi wyjątkami taki sam. Mając powyższe na uwadze warto pamiętać, iż bez odzysku frakcji materiałowych z odpadów komunalnych niesegregowanych tracimy bezpowrotnie surowce, które mogą zostać ponownie wykorzystane. Z dyrektywy 2008/98/WE nie wynika obowiązek osiągnięcia określonych poziomów odzysku oraz przygotowania do ponownego wykorzystania i recyklingu wyłącznie poprzez rozwój selektywnej zbiórki odpadów. W dyrektywnie mówi się m.in. o stworzeniu wystarczającej sieci instalacji do unieszkodliwiania oraz odzysku odpadów komunalnych zmieszanych. Zwrócono również uwagę na konieczność uwzględnienia aspektów ekonomicznych, technicznych oraz środowiskowych. [3] Wdrażanie selektywnej zbiórki powinno uwzględniać w szczególności potrzeby i oczekiwania odbiorców (recyklerów) poszczególnych frakcji materiałowych, jak również dostępne możliwości techniczne i technologiczne. Wykres 3. Elementy procesu zagospodarowania odpadów.
4. Instalacje technologiczne do sortowania i odzysku 4.1. Stan obecny 173 instalacje do sortowania odpadów komunalnych o łącznej przepustowości ponad 2,2 mln Mg/rok to ilość instalacji według stanu na koniec 2009 roku. [2] To oznacza, że przepustowość istniejących instalacji pozwala przetwarzać poniżej 20% wytwarzanych odpadów komunalnych. Znakomitą większość użytkowanych do chwili obecnej instalacji do sortowania oddano do użytku w latach 2000-2010. Instalacje te charakteryzuje raczej niska godzinowa przepustowość oraz niski poziom odzysku surowców wtórnych, gdyż odzysk za wyjątkiem metali jest efektem ilości zatrudnionych w kabinach sortowniczych pracowników, ich wydajności oraz ekonomiki procesu realizowanego w ten sposób. Przyczyn takiego stanu rzeczy jest wiele. Najważniejsze z nich to: łatwy dostęp do jeszcze taniej siły roboczej, niskie koszty składowania odpadów oraz brak faktycznej motywacji do poszukiwania skutecznych i wysoce wydajnych rozwiązań. Jednak uwarunkowania te w ostatnich latach ulegają zdecydowanym zmianom. Plany wprowadzania dalszych zmian również powodują, iż coraz większą wagę przywiązuje się do skuteczności, wydajności, dyspozycyjności oraz efektywności procesów sortowania i odzysku. Pomimo tego, że nadal są projektowane i budowane zakłady zagospodarowania odpadów, które z uwagi na zastosowane rozwiązania techniczno- technologiczne, nie pozwolą bądź na redukcję w wymaganym zakresie odpadów ulegających biodegradacji lub na odzysk poszczególnych frakcji materiałowych celem przekazania ich do recyklingu na poziomie, o którym mowa w KPGO 2014, obserwuje się wzrost ilości pozytywnych przykładów działań inwestorów. Priorytetem staje się maksymalizacja odzysku oraz redukcja strumieni odpadów przeznaczonych do składowania. 4.2. Ewolucja procesów sortowania i odzysku Realizacja bardzo ambitnych celów wymaga odmiennego niż dotychczas prezentowanego podejścia do procesów technologicznych. Dotyczy to szczególnie procesów sortowania i odzysku. Proste i dotychczas wykorzystywane metody stają się niewystarczające. Konieczne jest stosowanie bardziej skutecznych, wydajnych oraz efektywnych rozwiązań technologicznych. Czy jest to możliwe? TITECH w ostatnich latach udowadnia, że tak. Istotne jest poznanie i uwzględnienie potencjału wytwarzanych odpadów komunalnych, zmian jakie mogą zachodzić w perspektywie lat, potrzeb odbiorców oraz tendencji w zakresie kształtowania się poziomów cen za poszczególne surowce oraz możliwości ich zagospodarowania. Następnie znając możliwości dostępnych rozwiązań technicznych tworzyć odpowiednie konfiguracje instalacji technologicznych faktycznie dostosowane do indywidualnych potrzeb.
Wykres 4. Przykładowy skład odpadów komunalnych z gospodarstw domowych oraz ceny surowców. Koniec 2008 roku to okres wejścia w życie nowej ramowej dyrektywy odpadowej 2008/98/WE oraz początek działalności spółki należącej do grupy TITECH w Polsce. Zbieżność czasu przypadkowa. Jednakże działalność TITECH jest również powiązana z priorytetami dyrektywy. Już w 2009 r. została przedstawiona koncepcja technologiczna sortowania i odzysku frakcji materiałowych dla odpadów komunalnych niesegregowanych oraz zbieranych selektywnie, opracowana z uwzględnieniem specyfiki polskiego rynku. Podstawowym celem było stworzenie koncepcji technologicznej instalacji zapewniającej maksymalny odzysk poszczególnych frakcji materiałowych przeznaczonych głównie do recyklingu. Skoncentrowano się na zapewnieniu odzysku podstawowych frakcji materiałowych takich jak: papier, opakowania PET, opakowania PE/PP, folia PE, kartoniki po produktach spożywczych, metale żelazne i nieżelazne oraz z pozostałego strumienia frakcji do produkcji wysokiej jakości paliwa alternatywnego, przy zapewnieniu wysokiej skuteczności odzysku, efektywności oraz możliwie niskich kosztach specyficznych w przeliczeniu na Mg odzyskanego surowca wtórnego. Koncepcje te bazują na automatyzacji procesów sortowania z zastosowaniem separatorów optycznych zapewniających bardzo wysoką skuteczność wydzielania poszczególnych frakcji materiałowych wynoszącą ponad 80-90%.
Wykres 5. Uproszczony schemat procesu sortowania oraz odzysku odpadów komunalnych Aktualnie trwa realizacja kilku instalacji, w przypadku których wykorzystano koncepcje technologiczne przedstawione przez TITECH. W roku 2010 przeprowadzono modernizacje użytkowanych od kilku lat instalacji do sortowania odpadów komunalnych niesegregowanych i zbieranych selektywnie, bazując również na koncepcji przedstawionej przez TITECH. Celem było wkomponowanie w istniejące układy technologiczne separatorów optycznych w taki sposób, aby możliwe stało się maksymalne odzyskanie frakcji tworzyw sztucznych oraz papieru. W efekcie przeprowadzonych modernizacji odzyskuje się ponad 80-90% tworzyw sztucznych oraz ponad 85-90% papieru ze strumienia odpadów kierowanych na separatory. Obecnie odzyskane w ten sposób tworzywa sztuczne wykorzystywane zostają głównie do produkcji paliwa alternatywnego. Manualnie wydziela się jedynie PET i częściowo PE/PP oraz folię. W przyszłości planowana jest dalsza automatyzacja procesu sortowania tworzyw sztucznych, celem odzyskania i skierowania do recyklingu foli PE, butelek PET oraz opakowań PE i PP. W efekcie postępujących zmian w procesach sortowania odzysk jest realizowany przez separatory a praca osób w kabinach sortowniczych ogranicza się do funkcji kontrolnej ewentualnego doczyszczania automatycznie wydzielonych frakcji materiałowych. 4.3. Innowacje technologiczne w procesach sortowania i odzysku W 1993 roku rząd norweski wprowadził wymóg odzyskiwania specjalnych opakowań stosowanych w gospodarstwach domowych w Norwegii - dotyczył on kartoników po napojach. Działanie to zapoczątkowało rozwój technologii, która zrewolucjonizowała cały rynek gospodarki odpadami. Od tego czasu głównym innowatorem w tej dziedzinie jest firma TITECH. TITECH zapoczątkował automatyzację procesów sortowania odpadów zaledwie kilkanaście lat temu, budując pierwsze separatory optyczne wykorzystujące do celów identyfikacji materiału bliską podczerwień. Jednakże najbardziej dynamiczny rozwój i ekspansja na rynkach międzynarodowych nastąpił w ostatniej dekadzie. Dzisiaj TITECH działa na wielu rynkach i rozwija szereg technologii, których celem jest jak najdokładniejsze rozpoznanie możliwie największej ilości rodzajów materiałów oraz ich skuteczne wydzielenie. Wszystko to przy jak największej możliwej przepustowości oraz wysokiej czystości. W obszarze
sortowania odpadów komunalnych mają zastosowanie w szczególności separatory optyczne wykorzystujące czujniki bliskiej podczerwieni (NIR) oraz światła widzialnego (VIS), a w przypadku specyficznych zastosowań również czujniki elektromagnetyczne (EM) oraz czujniki promieni rentgenowskich (XRT). Wykres 6. Zasada działania separatora optycznego Strumień materiału zostaje rozłożony na przenośniku o dużym przyspieszeniu (do 4,0 m/s), nad którym jest umieszczony skaner. Składają się na niego lampki do oświetlenia przenoszonego materiału, czujnik bliskiej podczerwieni oraz czujnik światła widzialnego, które mierzą stopień odbicia od materiału. W momencie oświetlenia materiału część wiązki światła zostaje przez niego pochłonięta, a część odbita. W ten sposób światło przenosi informację o kolorze i rodzaju materiału, od którego zostało odbite. Operator urządzenia musi jedynie określić przy pomocy bardzo prostego interfejsu, jaki materiał ma być wydzielony. Pożądany materiał jest następnie wyrzucany przy pomocy dysz ze sprężonym powietrzem do osobnej komory oddzielającej go od odrzuconego materiału. Zdj. 2. Separatory optyczne na instalacji do sortowania odpadów komunalnych Można powiedzieć, że TITECH daje oczy i umysł procesom sortowania i przetwarzania odpadów. W skrócie: wykorzystanie nowoczesnych czujników do identyfikacji obiektów na taśmie przenośnika,
bardzo szybkie przetwarzanie informacji: materiał, kształt, rozmiar, kolor, położenie obiektu, precyzyjne sortowanie z wykorzystaniem sprężonego strumienia powietrza Technologia ta jest dzisiaj z powodzeniem stosowana do wszelkiego rodzaju strumieni odpadów, takich jak: opakowania, odpady przemysłowe, odpady budowlane, stałe odpady komunalne zmieszane czy zbierane selektywnie i wiele innych. 4.4. Sortowanie optyczne w procesach sortowania odpadów komunalnych Czujniki bliskiej podczerwieni (NIR) oraz światła widzialnego (VIS) zastosowane w separatorach optycznych TITECH autosort pozwalają zidentyfikować szereg rodzajów materiałów. Następnie możliwe jest ich pneumatyczne wydzielenie. W przypadku odpadów komunalnych najważniejsza jest detekcja oraz wydzielenie najbardziej wartościowych frakcji materiałowych tj.: papieru, foli PE, butelek PET, opakowań PE, opakowań PP oraz kartoników po napojach. Ponadto możliwe jest wydzielenie z pozostałego strumienia odpadów komunalnych grupy zdefiniowanych frakcji materiałowych np. PS (Polistyren), PP, PE, drewno oraz ewentualnie papieru i tekstyliów, celem wytworzenia z nich paliwa alternatywnego o wymaganej i oczekiwanej przez odbiorców jakości. Rodzaj wydzielanych frakcji można dostosowywać do występujących w danym czasie potrzeb oraz rodzaju przetwarzanych odpadów. Ma to szczególne znaczenie, gdy na instalację do sortowania trafiają również inne strumienie odpadów np. odpady przemysłowe, wielkogabarytowe lub budowlane. W przypadku odpadów budowlanych możliwe jest - oczywiście oprócz wydzielenia papieru lub tworzyw sztucznych odzyskanie drewna oraz uzyskanie frakcji inertnej o dużej czystości. Wykres 7. Czujniki TITECH z technologią DUOLINE Jak to działa? Napromieniowanie światłem w zakresie bliskiej podczerwieni (NIR) Niektóre częstotliwości pobudzają cząsteczki do drgania - > te częstotliwości są w dużym stopniu pochłaniane Część wiązki światła zostaje odbita i rozproszona Światło jest kierowane w stronę skanera gdzie zostaje rozdzielone na zakresy
Wykres 8. Identyfikacja materiałów w VIS/NIR - zasada działania separatora optycznego Wykres 9. Charakterystyka dla przykładowych materiałów przykładowe spektra NIR dla różnych polimerów 4.5. Granice stosowania separatorów optycznych w procesach sortowania Separatory optyczne nie pozwalają na wydzielenie ze strumienia odpadów komunalnych szkła, kamieni, metali oraz czarnych materiałów. Ponadto ograniczenie stanowią obiekty, które można zidentyfikować, ale z uwagi na właściwości lub kształt są trudne do pneumatycznego wydzielenia. Dotyczy to np. bardzo długich czy ciężkich obiektów. Dlatego istotne jest, aby również ten fakt uwzględnić podczas tworzenia koncepcji procesu technologicznego i projektowania instalacji. Ostatecznie nawet najbardziej zaawansowane i skuteczne urządzenie nie zrekompensują błędów koncepcyjnych i projektowych w wykonaniu instalacji technologicznej. Dlatego też, aby separatory zapewniały osiągnięcie optymalnych efektów, konieczne jest stworzenie właściwych koncepcji procesu sortowania, odzysku czy przetwarzania.
4.6. Innowacje w zastosowaniach specjalnych przy przetwarzaniu odpadów komunalnych Wydzielenie metali w procesie produkcji paliwa alternatywnego. Produkcja wysokiej jakości paliw alternatywnych również w Polsce w ostatnich latach zyskuje na znaczeniu. Jakość paliwa alternatywnego wytworzonego tylko poprzez rozdrobnienie odpadów komunalnych staje się niewystarczająca. Również w tym zakresie użytkownicy instalacji zauważają coraz więcej korzyści z zastosowania separatorów optycznych TITECH autosort. Prócz wymienionych już wcześniej możliwości wydzielenia określonych rodzajów materiałów, w przypadku zastosowania dodatkowo czujnika elektromagnetycznego (EM) możliwe jest tworzenie programów pozwalających na wyeliminowane ze strumienia odpadów kierowanych do rozdrabniaczy końcowych odpadów zawierających metale (połączonych z metalami). Wydzielenie metali skutkuje redukcją zużycia części zużywających rozdrabniaczy, ogranicza przestoje i w efekcie obniża koszty eksploatacyjne i zwiększa efektywność. Analiza online parametrów paliwa alternatywnego Przemysł cementowy jest jedynym odbiorcą paliwa alternatywnego w Polsce i wymaga określonej jakości parametrów paliw alternatywnych. Prognozuje się, że zapotrzebowanie na paliwa alternatywne będzie w następnych latach dalej rosło. Zapewnienie oczekiwanej jakości wymaga odpowiednich procesów produkcyjnych oraz możliwości kontroli jakości ostatecznego produktu. TITECH stworzył system pozwalający na kontrolę parametrów paliwa alternatywnego w sposób ciągły. Parametry takie jak: wilgotność, zawartość chloru i wartość opałowa mogą być wizualizowane podczas procesu produkcyjnego lub dozowania do instalacji w cementowni, co umożliwia w razie potrzeby natychmiastową reakcję. System TITECH autosort do analizy online cieszy się coraz większym zainteresowaniem również w Polsce i to zarówno wśród producentów paliwa alternatywnego, jak i jego odbiorców w przemyśle cementowym. Zdj. 3. Paliwo alternatywne z odpadów
Wykres 10. Uproszczony schemat ideowy analizy online RDF z użyciem czujnika optycznego Wykres 11. Przykład wizualizacji parametrów zawartość chloru Przygotowanie frakcji organicznych do dalszych procesów przetwarzania odpadów Jednym w większych wyzwań zagospodarowania odpadów w Polsce jest redukcja składowania odpadów ulegających biodegradacji. Jedną z możliwości ograniczenia tych strumieni odpadów jest ich mechaniczno- biologiczne przetwarzanie. Po stronie technologii biologicznego przetwarzania wykorzystywane są również procesy beztlenowe, nastawione na odzysk biogazu i przetworzenie go na energie elektryczną. Niestety w wielu przypadkach trudności z właściwym prowadzeniem procesu związane są ze składem frakcji. Frakcja organiczna - najczęściej w zakresie 0/15 50/70 mm - wydzielona mechaniczne z odpadów komunalnych niesegregowanych zawiera duży udział szkła, kamieni oraz tworzyw sztucznych. Materiały te mają negatywny wpływ na prowadzenie procesu biologicznego. Również w tym zakresie TITECH odpowiedział na zainteresowane ze strony rynku i użytkowników tego typu instalacji. Tworzywa sztuczne zostają wydzielone w sposób już wcześniej opisany poprzez zastosowanie separatora optycznego. Wydzielenie z dużą
skutecznością frakcji inertnych staje się możliwe w związku z zastosowaniem separatora wykorzystującego do identyfikacji materiałów promienie rentgenowskie. Sposób wydzielenia kamieni, szkła, metali, baterii, kości itp. jest analogiczny jak w przypadku separatorów optycznych czyli odbywa się w sposób pneumatyczny. Włączenie w proces technologiczny przygotowania frakcji do procesów biologicznego przetwarzania separatora optycznego TITECH autosort oraz TITECH x- tract umożliwia eliminację niepożądanych materiałów. W przypadku tego rozwiązania, celem nie jest odzysk frakcji materiałowych o wysokiej czystości z przeznaczeniem do recyklingu, lecz poprawa właściwości frakcji organicznej (zawierającej odpady biodegradowalne) kierowanej do dalszego procesu przetwarzania. Wykres 12. Zasada działania separatora wykorzystującego promienie rentgenowskie Wykres 13. Szybkie przetwarzanie danych wykorzystywane w TITECH x- tract Zdj. 4. Frakcja organiczna z odpadów komunalnych zmieszanych
Wykres 14. Uproszczony schemat ideowy procesu doczyszczania frakcji organicznej Zdj. 5. Wydzielone frakcje inertne z odpadów komunalnych zmieszanych 5. Podsumowanie Odpady komunalne niesegregowane/zmieszane stanowią w Polsce > 90% zbieranych odpadów komunalnych i zawierają ponad 40% frakcji materiałowych (papier, tworzywa sztuczne, szkło, metale, drewno). Odzysk frakcji materiałowych z bogatych w poszczególne rodzaje frakcji materiałowych odpadów komunalnych, jest możliwy i może być - przy stworzeniu dobrych koncepcji technologicznych i zastosowaniu dostępnych rozwiązań technicznych - zarówno skuteczny, efektywny oraz ekonomicznie uzasadniony. Bez przetwarzania odpadów komunalnych niesegregowanych z gospodarstw domowych, osiągnięcie celów przyjętych w KPGO 2014 w zakresie gospodarowania odpadami będzie bardzo trudne do osiągnięcia. Osiągnięcie celów wyznaczonych przez nową ramową dyrektywę odpadową 2008/98/WE w sprawie odpadów z dnia 19 listopada 2008r., jak również przyjętych w KPGO 2014
powinno być podstawowym wymogiem oraz kryterium oceny dla realizowanych już obecnie projektów związanych z zagospodarowaniem odpadów, instalacji technologicznych do sortowania, odzysku czy przetwarzania (projektowanych i budowanych zakładów zagospodarowania odpadów) oraz tworzonych systemów zbierania. Z uwagi na specyfikę polskiego rynku, również instalacje technologiczne do mechaniczno- biologicznego przetwarzania, powinny zostać wyposażone - w obszarze mechanicznego przetwarzania - w rozwiązania pozwalające efektywnie odzyskiwać frakcje materiałowe zarówno z odpadów komunalnych niesegregowanych, jak też zbieranych selektywnie. Sam rozwój i prowadzenie selektywnego zbierania odpadów nie są gwarantem osiągnięcia celów określonych w KPGO 2014 oraz w dyrektywie i zapewnienia wysokiego poziomu odzysku oraz efektywności. Niezbędna jest optymalizacja zarówno systemów selektywnego zbierania odpadów, jak też istniejącej infrastruktury technologicznej (instalacji do przetwarzania, sortowania i odzysku). Przy doborze rozwiązań w obszarze selektywnego zbierania odpadów oraz instalacji technologicznych, konieczna jest analiza i ocena wszystkich etapów od zbierania po zagospodarowanie surowców. Budowa wielofunkcyjnej instalacji pozwalającej sortować odpady komunalne niesegregowane oraz zbierane selektywnie pochodzące z gospodarstw domowych, powinna być poprzedzona szczegółową analizą dostępnych rozwiązań techniczno- technologicznych, składu strumienia odpadów oraz ekonomiki prowadzenia takiej działalności. Wysoki poziom odzysku jest możliwy tylko w przypadku stosowania efektywnych rozwiązań związanych z automatyzacją procesu sortowania i odzysku, wyłącznie w przypadku, gdy odpady mają odpowiedni potencjał surowcowy. Jedynymi kryteriami decydującymi o zastosowaniu automatyzacji procesów sortowania powinny być: a) ekonomika, b) jakość odzyskanych frakcji materiałowych. W Polsce, w latach 2012-2013 zostaną oddane do użytku pierwsze wielofunkcyjne instalacje do sortowania odpadów komunalnych niesegregowanych oraz zbieranych selektywnie pochodzących z gospodarstw domowych, realizowanych w oparciu o koncepcję technologiczną opracowaną przez TITECH. Na instalacjach tych oprócz szeregu funkcjonalnych i innowacyjnych rozwiązań, zostaną zastosowane separatory optyczne TITECH autosort pozwalające odzyskać: folie PE; PET z podziałem na kolory; PP/PE; kartoniki po napojach; papier mix i karton; frakcje do produkcji paliwa alternatywnego. Instalacje te będą przykładem technologicznego przełomu w budowie instalacji do sortowania odpadów komunalnych w Polsce. Aktualne uwarunkowania w gospodarce odpadami w Polsce nie wspierają w wystarczający sposób podmiotów zajmujących się faktycznym ograniczaniem ilości składowanych odpadów, m.in. odzyskiem frakcji materiałowych, niezależnie od tego czy zajmują się selektywnym zbieraniem odpadów i ich sortowaniem, czy też odzyskują surowce wtórne na instalacji ze strumienia odpadów komunalnych niesegregowanych. Budowa efektywnego systemu wymaga wprowadzenia mechanizmów ekonomicznie uzasadniających odzysk frakcji materiałowych i kierowanie ich do procesów recyklingu oraz recykling. Dogłębna analiza morfologiczna strumienia odpadów, świadomość zachodzących zmian jakościowych i ilościowych, wiedza dotycząca oczekiwań odbiorców frakcji materiałowych lub strumieni odpadów, poziomów cen za surowce i unieszkodliwianie pozostałych strumieni odpadów, krytyczne podejście oraz oferowanych rozwiązań typu black box,
wizytacja obiektów referencyjnych z poszczególnymi rozważanymi rozwiązaniami, analiza kosztów eksploatacyjnych, dialog i wymiana doświadczeń inwestorów z użytkownikami już funkcjonujących instalacji oraz dostawcami instalacji lub wyposażenia powinny stanowić fundament dla budowy optymalnych instalacji i zakładów zagospodarowania odpadów, gdzie efektywność i ekonomika stanowią podstawowe kryterium oceny tworzonych systemów gospodarki odpadami oraz doboru rozwiązań techniczno- technologicznych stosowanych na instalacjach technologicznych. Poziomy odzysku, przygotowania do ponownego wykorzystania i recyklingu oraz redukcji odpadów ulegających biodegradacji wymagane dla roku 2020 będą mogły zostać osiągnięte tylko w przypadku, gdy w najbliższych latach konsekwentnie będzie budowany i faktycznie powstanie sprawny, skuteczny i efektywny system zagospodarowania odpadów, którego integralną częścią będą instalacje o przepustowości zapewniającej przetwarzanie wszystkich wytwarzanych w kraju odpadów. System racjonalny i efektywny w każdym ogniwie łańcucha działań: od zbierania, poprzez transport, następnie odzysk i recykling, aż po przetwarzanie i unieszkodliwianie. Jeżeli tak się stanie, wówczas jest szansa, iż w perspektywie najbliższych 10 lat sukcesywnie będziemy się zbliżali do osiągania założonych poziomów odzysku czy redukcji składowanych odpadów. Niewątpliwie stajemy przed realna szansą, aby wykorzystując praktyczne doświadczenia innych krajów, jak również te zbierane w Polsce, ale i dostępną wiedzę oraz innowacje, lata opóźnienia powstałe w zakresie przetwarzania odpadów, przekuć w sukces stwarzając nowoczesny i efektywny system zagospodarowania odpadów. TITECH wspiera te działania... wykorzystując bogate doświadczenia na międzynarodowym rynku oraz rozwijając efektywne technologie sortowania i odzysku. Zdj. 6. Innowacyjna instalacja do sortowania odpadów komunalnych w Warszawie wyposażona w TITECH autosort. Bibliografia [1] Barbara Różańska, Jadwiga Brasse, Irena Rzewuska, Marek Sobczyk, październik 2010, Infrastruktura komunalna w 2009 roku, GUS. [2] Krajowy plan gospodarki odpadami 2014 [3] Dyrektywa Parlamentu europejskiego i Rady 2008/98/WE z dnia 19 listopada 2008 w sprawie odpadów oraz uchylająca niektóre dyrektywy