Komunalni

otpad:

odlaganje

ta

Edin Delić

Education material: intendend for preparing examines in envirnomentaly related courses at the University of Tuzla. Not for public distrution or commercial purposes.

Reference

1. Handbook of Solid Waste Management, George

Tchobanoglus, Frank Kreith, McGraw Hill Handbooks, 2002

2. Handbook of Solid Waste Management and Waste

Minimization Technologies, Nicholas P. Cheremisinoff, Elseiver

Science, 2003

3. Environmental Education and Solid Waste Management,

A.Nag, K.Vizayakumar, New Age Inc. Publishers, 2005

Osnovni pojmovi

Čvrsti otpad: smeće u čvrstom agregatnom stanju.

Dijeli se na: - komunalni (rezidencijalni) otpad - komercijalni otpad - institucionalni otpad - industrijski otpad - poljoprivredni i životinjski otpad

Ovisno o utjecaju na ljude i okolinu otpad može biti bezopasan i opasni otpad.

Po zapaljivosti čvrsti otpad može biti zapaljiv i nezapaljiv.

Biološki otpad se dijeli na fermentabilni (organski) i inertni.

Rezidencijalni (komunlani)

otpad

Otpatci biljnog i životinjskog porijekla od hrane – prirodno razgradljivi

Zapaljivi nezapaljivi otpatci od drveta, papira, tekstila, plastike, gume, stakla, keramike, metala i slično

Pepeo, šljaka i druge rezidue gorenja zapaljivih materijala

Građevinski otpad od izgradnje, rekonstrukcije/ adaptacije, rušenja

Čvrsta komponenta otpada od pročišćavanja otpadni voda

Poseban otpad koji se može povremeno naći kao što su stara vozila, uginule životinje, bolnički otpad, baterije i akumulatori i slično

Sadržaj rezidencijalnog

otpada

Varira ovisno o nizu faktora (broj i struktura stanovništva, standard, kulturno naslijeđe i tradicija, prostorni i klimatski uslovi i slično)

Obično je preko 50% inertnog otpada, oko 30% otpada organskog porijekla, a zapaljivo je oko 20% smeća

Sezonske i druge varijacije

Otpada je sve više! Ukupan porast i porast ”per capita”.

Struktura komunalnog topada

Izvor: Handbook of Solid Waste Management and Waste Minimization

Technologies, Nicholas P. Cheremisinoff, Elseiver Science, 2003

Po osobinama otpad može

biti:

Biorazgradivi otpad: od hrane, boljno i životinjsko porijeklo, papir

Material koji se može reciklirati: papir, staklo, metal, neke plastike i slično

Inertni otpad: građevinski otpad, jalovina, zemlja

Kompozitni otpad: odjeća, ambalaža, plastika, igračke

Opasan i toksičan otpad: medicinski otpad, boje, hemikalije, sijalice, baterije, fertilajzeri i pesticidi i slično

Trškovi uptavljanja otpadom

Očekivani i uobičajeni troškovi (radna snaga, energija, kapitalna ulaganja, otkup i priprema prostora, projektovanje i odobrenje...)

Teže uočljivi indirektni troškovi (monitoring, usluge, osiguranje, isnpekcijski nadzor...)

Budući dugoročni troškovi (troškovi po sudskim presudama, naknadni neočekivani radovi...)

Uzročni i posljedični troškovi (razlike u cijeni za pojedina tehnička rješenja, sekundarne štete, naknadna remedijacija, troškovi održavanja, ilegalno odlaganje otpada)

Tretman

Cijena tretmana

komunalnog otpada

Izvor:

http://maps.grida.no/go/graphic/solid_waste_management_cost_for_selected_cities1

Promjena strukture otpada

Funkcionalni elementi

upravljanja čvstim otpadom

Generiranje otpada

Manipulisanje, separiranje, primarno

odlaganje otpada

Prikupljanje otpada

Transfer i transport otpada

Odvijanje, procesiranje i transformacija

čvrstog otpada

Odlaganje čvrstog otpada

LCA – pricip životnog ciklusa

Redukcija zapremine otpada

Detoksifikacija i destrukcija pojedinih vrsta otpada (hemijski, mehanički i biološki postupci)

Destrukcija organskih komponenti (energetska kogeneracija iz gasa) u aerobnim i anaerobnim uslovima

Energetska kogeneracija iz zapaljivog otpada

Supstitucija energije fosilnih goriva energijom iz otpada

Integrirano upravljanje otpadom

1. Izbjegavanje i redukcija

2. Kolekcija i transport 3. Ponovno korištenje i

reciklaža

4. Biološki tretman (aerobna i aneorobna digestacija)

5. Spaljivanje (incineracija) 6. Piroliza

7. Gazifikacija

8. Plazma gazifikacija

9. Kogeneracija (energija iz otpada)

10. Odlaganje 11. Remedijacija (rekultivacija)

(http://en.wikipedia.org/wiki/File:Kathmandu-

M%C3%BCllabfuhr.jpg)

Katmandu, Nepal

Karakteristični procesi

Kompostiranje – dekompozicija otpad i korištenje kao đubrivo.

Aerirano kompostiranje – (windrow) vještačko injektiranje kiseonika ili vazduha u materiju kao bi se pospješio kompostiranje.

Incineracija – Spaljivanje.

Piroliza – Termohemijska dekompozicija organske materije pri povišenim temperaturama (obično oko 430C) bez prisustva kiseonika. Produkti: drveni ugalj, koks, bio-katran, bio-vlakna, ugljenična vlakna.

Torefakcija – blaga forma pirolize na 200-320 C (zagrijavanje)

Densifikacija - istiskivanje vazduha pod pritiskom (peletizacija, kompaktiranje).

Likvefakcija – Konverzija u tečnu fazu. (hrvatski: UKAPLJIVANJE)

Gazifikacija – Konverzija u gasovita goriva i hemikalije. (hrvatski: UPLINJAVANJE)

Degazacija – Smanjenje sadržaja gasova. (hrvatski: OTPLINJAVANJE)

Proizvodnja sintetskog gasa – od prirodnog gasa (metan) u reformeru dobivaju se vodonik i ugljenmonoksid.

Odlaganje (deponovanje) – trajno zbrinjavnaje otpada.

Tretman otpadnih voda – rešetanje, taloženje i drugi procesi purifikacije.

Redukcija i izbjegavanje

Manje otpada u svakodnevnom životu.

Koristiti okolinski povoljnije materijale (biorazgradljivi).

Izbjegavanje radnji, proizvoda, procesa i slično pri kojim nastaje mnogo otpada.

(http://en.wikipedia.org/wiki/File:Waste_hierarchy.svg)

Kolekcija i transport

Integralno i selektovano prikupljanje otpada

Primarni i sekundarni transport.

U Europi popularan ENVAC automatizirani vakum sisem prikupljanja podzemnim pneumatskim cjevovodima. (http://www.sweden.se/upload/Sweden_se/e

nglish/articles/SI/2007%20uppdaterad/Foreign%20venture%20capital%20is%20pouring%20into%20Sweden/envac-sweden2.jpg)

Ponovno korištenje i recilaža

3R koncept: - reduce - reuse - recycle

Afirmativno korištenje recikliranog materijala (autoindustrija, ambalaža i drugo)

(http://en.wikipedia.org/wiki/File:Steel_recycling_bales.jpg)

Biološki tretman - digestori Bakterije vrše dekompoziciju

otpada. Aerobni – u prisustvu

kiseonika dešaava se u otpadu koji je u kontaktu sa vazduhom.

Anaerobna digestija – dešava se u prekrivenom otpadu.

Produkt digestije je BIOGAS od organske mase koja se rastvara u vlažnoj atmosferi bez prisustva zraka, ali uz prisustvo metabolički aktivnih mikroorganizama, kao što su npr. „metanska bakterija“.

Anaerobno digestor, Lubeck,

Njemačka

Izvor: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Haase_Lubeck_MBT.JPG

(Izvor: Biomass Gasification and Pyrolysis Practical Design and Theory, Prabir Basu, Elseiver, 2010)

Konverzija organske materije

19

Konverzija biomase

Biohemijska

Degestija

Aerobna

Anaerobna

Fermentacija

Termohemijska

Piroliza

Gazifikacija

Likvefakcija

Spaljivanje

Spaljivanje (incineracija)

Spaljivanje radi smanjenja zapremine

Tretman gorivog otpada

Problem gasova, čađi (lebdeći pepeo) i čvrstog ostatka gorenja

Dioksin i furan !

Incinerator čvrstog otpada u Beču.

Piroliza Specijalan slučaj termolize – BEZ

PRISUSTVA KISEONIKA!

Pirolizom se naziva i dekompozicija organskih materija pod uticajem pregrijane pare (hidrolitička piroliza).

Teško je kontrolisati zbog složenih procesa.

Piroliza drveta počinje na temperaturama od 200 do 300 C.

Piroliza se javlja kao: početak gorenja, pri proizvodnji drvenog uglja, pri koksovanju.

Produkti: čvrsti (katran i ugljenik), tečni (teški hidrokarbonati i voda) i gasoviti (CO2, H2O, CO, C2H2, C2H4, C2H6, C6H6...)

Biomasa

Čvrsto

Gasovito

Tečno

𝐶𝑛𝐻𝑚 𝐶𝑥𝐻𝑦𝑂𝑧 +𝑔𝑎𝑠 𝐶č𝑣𝑟𝑠𝑡𝑖 𝑂𝑝 𝐶𝑎𝐻𝑏𝑂𝑐 +𝑡𝑒č𝑛𝑖

Torefakcija

„Niskotemperaturna piroliza“ pri temperaturama ispod 320 C, pri čemu se proizvodi gorivo visokog oenergetskog intenziteta 20-25 GJ/t.

Poznata torefakcija: prženje kafe.

Torefakcijom se postiže: 1. Veći energetski intenzitet 2. Homogenizacija i

kompaktiranje 3. Hidrofobizacija materijala

4. Eliminacija bioloških procesa 5. Poboljšana meljivost

Gazifikacija

Konverzija čvrstog ili tečnog otpada u gas.

Neophodan reaktant (voda iznad kritične tačke, vazduh, kiseonik, vodena para).

Otpad koji sadrži ugljenik ili vodonik konvertuje se u gorive gasove

Primjena industrijskih gazifikatora.

Povećanje toplotne vrijednosti, odsumporavanje i redukcija azota, smanjenje C/H indeksa.

voda

kiseonik

BIOMASA

vodonik

CO

CO2

𝐶 +1

2𝑂2 𝐶𝑂 − 𝑄

Gazifikacija ugljenika:

Proces gazifikacije Sušenje

Termalna dekompozicija ili piroliza

Djelimično spaljivanje gasova, para i čađi

Gazifikacija produkata dekompozicije

Proizvodnja sintetskog gasa Sintetički gas se sastoji od

vodonika i ugljenmonoksida, a prozvodi se u reformerima reakcijom koja nije klasična gasifikacija, već „molekularno preuređenje“, tako da ugljenik iz molekule metana djelimično oksidira u ugljenmonoksid, a oslobađaju se molekule vodonika.

𝐶𝐻4 + 𝐻2𝑂 𝑘𝑎𝑡𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑡𝑜𝑟

𝐶𝑂 + 3𝐻2 + 𝑄

(http://www.eer-pgm.com/Media/Uploads/diagram.jpg)

Plazma elektrolučna gazifikacija

Električna energija pri visokim naponima i

temperaturama („electric arc gasifier) disocira

otpadnu u elementarne gasove i čvrsti ostatak

(mulj) u plazma konverterima.

Inertni gas između elektroda stvara elektirčni luk

temp. do 14000 oC, te nastaje plazma koja

većinu otpada razdvaja u osnovne gasovite

komponente i muljeviti ostatak.

Ako sagorijeva plastika ili drugi materijal sa

visokim sadržajem vodonika može se stvarati

sintetski gas ili drugi gorivi gasovi.

Novost u tretmanu: smanjenje zapremine otpada

za oko 90%.

Trenutno se koristi u Japanu (Youshii, Utashinai,

Mihama-Mikata), Kanadi (Otawa), Tajvanu

(Tainan), a u grade se i na drugim lokacijama.

Kogeneracija Energetski produkti biomase:

Tečna goriva: etanol, biodizel, metanol, biljna ulja i pirolitička ulja.

Gasoviti: biogas (CH4, CO2), proizvodni gas (CO, H2, CH4, CO2, H2), sintetički gas (CO, H2), zamjenski prirodni gas (CH4)

Čvrsti (drveni ugalj, toreficirana biomasa)

NUSPRODUKTI: hemikalije, gnojiva, sintetska vlakna

Dioksini Polihlorinatni dibenzodioksini

(PCDD) ili dioksini su grupa polihalogenih tvari poznati su kao „mutageni“ odnosno uzročnici karcinoma, genetskih mutacija novorođenčadi, oboljenja jetre i endokrinog sistema i slabljenje imuniteta.

Spadaju u organske materije.

Antropogeni izvori: splajivanje (posebno kod otpada), topljenje metala, rafiniranje, hemijska industrija.

Furan Heterociklinčna

organska materija.

Nastaju pri termalnoj dekompoziciji.

Goriva, visoko volatilna tečnost isparava pri sobnoj temperaturi.

Bebojna, toksična i kancerogena.

Skladištenje otpada

Tipovi skladišta: - Skladišta bezopasnog otpada - Skladišta opasnog otpada - Skladišta intertnog otpada

Površinske deponije – privremene i stalne

Podzemno – u podzemnim geološkim formacijama (šupljinama)

(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ac/Landfill_Hawaii.jpg)

Deponije smeća

¸17 maj stali 2012

Deponija (odlagalište smeća, smetljište) – mjesto za odlaganje otpadnih materijala.

Klasifikacija otpada. Deponuje se otpad koji se ne može reciklirati.

Selekcija i reciklaža otpada na deponijama.

Deponije mogu biti savremeno inženjerski osmišljene i pripremljene.

Korištenje i prerada gasovitih i tečnih produkata.

Savremene deponije imaju minimalno jedan pokrivni sloj od gline za hidrauličnu izolaciju.

Mašine za kompaktiranje otpada koriste se za uštedu prostora.

(http://qwickstep.com/search/landfill-design.html)

Prekrivke smeća

Odlaganje otpada „po ćelijama“ Dnevna prekrivka, Međuslojna

prekrivka i Finalna prekrivka Smanjuje se razbacivnaje otpada i

redukcija smrada, Inhibira kolonizaciju životinja (ptice,

insekti, glodari, psi, mačke) Smanjuje infiltraciju padavina u

tijelo deponije Smanjuje gasne emisije i

kontaminaciju procjednim vodama

Poboljšava stabilnost i redukuje eroziju

(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/29/South_East_New_Territories_Landfill_2.jpg)

[http://www.flickr.com/photos/minghong/3595194297/ Panoramic photo of South East New Territories Landfill], combined from

[http://www.flickr.com/photos/minghong/3541065730/ 3541065730], [http://www.flickr.com/photos/minghong/354)

Kriteriji za izbor lokacije deponije

1. Zauzetost prostora i lokacijska pogodnost (koncentracija).

2. Udaljenost od naselja, rekreacionih područja, vodotoka, vodenih akumulacija i drugih agrokulturnih ili urbanih područja.

3. Pogodnost za igradnju i dostupnost materijala za pokrivke (dnevne, međuslojne, konačne).

4. Prisustvo podzemnih voda, hidrauličke veze sa vodenim akumulacijama, kolekcija i tretman procjednih voda.

5. Geološki, geomehanički i hidrološki uslovi u području – stabilnost podloge.

6. Seizmički uticaji i zvučna kontaminacija.

7. Aerološki režim, upravljanje gasom, meteorološki uslovi i zaprašenost.

8. Rizik od plavljenja, slijeganja, klizanja ili lavine.

9. Zaštita biodiverziteta.

10. Sociološki uticajn (javno mnjenje).

11. Zaštita prirode ili kulturnog naslijeđa.

Fokusi pri projektovanju

Upravljanje

Lateralni drenažni sistem

Geosintetički materijali za

podlogu i prekrivku

Stabilnost pokrivke

Geotekstilni filteri

Osiguranje od procesa erozije

Upravljanje vodenim tokovima

Kontrola prodire u otpad kišnice koja pada na površinu deponijne.

Prevencija prodiranja u tijelo deponije površinskih i podzemnih voda.

Prikupljanje kontaminitane i procijeđene vode.

Tretiranje kontaminirane vode i usklađivanje sa standardima prije ispuštanja u okolinu

Faze....

Primarna selekcija i privremeno skladištenje.

Kompakcija i transport.

Recikliranje i drugi vidovi prerade otpada

Konačno odlaganje.

Monitoring i upravljanje okolinskim rizicima.

Zatvaranje, konsolidacija i reklamacija deponije