NOWE ROZWIĄZANIA TECHNOLOGICZNE

W GOSPODARCE ODPADAMI

Jan Hupka, Jerzy Rzechuła, Henryk Warachim, Tadeusz Zimiński

Katedra Technologii Chemicznej Politechnika Gdańska

GOSPODARKA ODPADAMIRodzaje omawianych odpadów

• Odpady szklane• Makulatura • Osady ściekowe• Popioły ze spalania odpadów i osadów ściekowych• Zużyte katalizatory• Gruz budowlany i rozbiórkowy• Fosfogips • Inne

o Odpady elektroniczneo Zużyty węgiel aktywowanyo Zużyte żywice jonowymienneo Zużyte ścierniwoo Zaolejone odpady o Odpady azbestowe

Odpady organiczne pochodzenia naturalnego

• Odpady stałe z gospodarstw domowych związane z odżywianiem– kompostowanie

• Odpady wynikające z potrzeb bytowych * drewniane „malowane” – stare meble – surowiec energetyczny* drewniane „niemalowane” – z wycinanych drzew i krzewów, palety, opakowania – zagospodarowanie - współkompostowanie

Odpady organiczne syntetyczne

• Tworzywa – polietylen, polipropylen, polistyren

• Tworzywa z udziałem innych pierwiastków – polichlorek winylu, poliamidowe, politereftalan etylenu (PET), poliakrylany, żywice poliestrowe w tym zbrojone włóknem szklanym, polioctan/propylan celulozy

• Propozycja rozwiązania – każdy z tych polimerów wymaga różnego podejścia.

Odpady szklane Zużyte opakowania szklane

Dotychczas stosowany jest:• Recykling materiałowy (do ponownej produkcji

opakowań szklanych)Propozycje na przyszłość:• Lokalne przetwarzanie na materiały do

gospodarczego wykorzystania – mączka szklana jako: składnik preparatów czyszczących w

chemii gospodarczej, – materiał do strumieniowo-ściernego czyszczenia

elementów konstrukcyjnych– kruszywo w tynkach szlachetnych

Odpady szklane Szkło kineskopowe

• cenne składniki do odzysku: luminofory, metale z grupy lantanowców

• zagrożenie dla środowiska: uwalnianie ołowiu i innych metali ciężkich

Detale balonu lampy kineskopowej.

1. Ekran2. Stożek 3. Wtopione wyprowadzenie

anodowe4. Szyjka ze szkła

ołowiowego (30% PbO)

• Zakłady celulozowo-papiernicze nie chcą przyjmować opakowań papierowych zapylonych

• Papier workowy musi posiadać dużą wytrzymałość, dlatego wytwarzany jest ze świeżej celulozy bez dodatku makulatury

• Nie jest racjonalne wywożenie na wysypisko czy spalanie

Makulatura Zanieczyszczone opakowania papierowe po

pylistych materiałach budowlanych

• włókna makulatury workowej są bardziej wytrzymałe niż włókna makulatury mieszanej

• makulatura workowa zawiera niewielką ilość wypełniacza mineralnego natomiast większy jest udział lepiszcza żywicznego (co utrudnia przerób na masę celulozową)

Makulatura Zanieczyszczone opakowania

papierowe po pylistych materiałach budowlanych

Włókna makulatury mieszanej pod mikroskopem

Włókna makulatury workowej pod mikroskopem

Dotychczas:• składowane lub spalaneProponowane kierunki wykorzystania:• przerób w kierunku przetworzenia na masę

celulozową• do produkcji sorbentu do likwidacji rozlewów

olejowych i chemicznych• jako dodatek do wybranych materiałów

budowlanych

Makulatura Zanieczyszczone opakowania papierowe po

pylistych materiałach budowlanych

Osady ściekowe• Szczególny rodzaj odpadów bytowych• Dotychczas – uciążliwy odpad• Proponuje się – zagospodarowanie do

przyrodniczego wykorzystania poprzez współkompostowanie w warunkach tlenowych

• Przy dużych ilościach – fermentacja metanowa a pozostałość do spalania.

Dotychczas stosowany jest jako:• składnik mas ceramicznych• kruszywo w betonach Propozycje na przyszłość:• odzysk fosforu z popiołów po spaleniu osadów • produkcja nowych materiałów ceramicznych • odzysk metali (np. cynku)

Popiół ze spalania odpadów i osadów ściekowych

Koncentracja fosforu w oczyszczaniu ścieków

% mas. P2O58 - 25

Oczyszczanie ścieków

Spalanie

Ścieki Osad Popiół

% mas. P2O53 - 8

ŚciekiOczyszczone

mg P/dm310 - 30

Popiół ze spalania odpadów i osadów ściekowych

• koszt 1 tony P2O5 w importowanym surowcu fosforytowym wynosi 530 zł.

• wartość P2O5 w rocznym wypadzie popiołu ze spalarni w Dębogórzu wynosi 240 tyś. zł.

• istnieje celowość przetwarzania popiołu na nawozy fosforowe

Popiół ze spalania osadów ściekowych

Dotychczas:• deponowanie na składowiskach odpadów Propozycje na przyszłość:• wykorzystanie do produkcji specjalnych

materiałów ceramicznych (kamionko-podobnych)

Popiół ze spalania odpadów niebezpiecznych

Zużyte katalizatory rafineryjneJednym z ważniejszych procesów rafineryjnych jest

usuwanie siarki jako zanieczyszczenia naturalnych składników ropy naftowej (0,2 3 % S). Wykonuje się to w ciągłym procesie hydroodsiarczania par węglowodorów zawierających siarkę w obecności wodoru i przy udziale odpowiednich katalizatorów. Produktami są czyste węglowodory i uwolniony siarkowodór, który można oddzielić.Jako katalizatory procesowe hydroodsiarczania stosuje się ziarna porowatego Al2O3 spreparowanego z pyłem molibdenu i niklu (Ni-Mo), molibdenu i kobaltu (Co-Mo), lub innych kombinacji.

• Zużyte katalizatory, oprócz cennych składników zawierają zaadsorbowane (śladowe) zanieczyszczenia ropy w postaci związków wanadu, arsenu, selenu, a nawet rtęci. Z tych powodów nie powinny być składowane na komunalnych wysypiskach śmieci. Powinny być regenerowane (recykling), względnie chemicznie neutralizowane i przetwarzane na produkty użyteczne lub nieszkodliwe ekologicznie.

Zużyte katalizatory rafineryjne

Dotychczas:• SkładowanyProponuje się:• Zużyty katalizator Ni-Mo zawiera około 3,5 % Ni i około 12

% Mo. Metodami hydrometalurgii można je oddzielić od nośnika chemicznego, którym jest spieczony Al2O3, modyfikowany SiO3 (~ 80 %).

• Jak wykazały badania (z powodzeniem) zużyty katalizator Co-Mo można wykorzystać bezpośrednio i w całości do syntezy cennego pigmentu ceramicznego typu spinelowego w barwie niebieskiej (błękit Thenarda).

Zużyte katalizatory rafineryjne

Gruz budowlany

Dotychczas:• przyjmowany na składowiskaProponuje się:• przetwarzania na kruszywo budowlane

(rozdrabnianie i klasyfikacja)

Fosfogipsyproblem gminy Gdańsk

• możliwe jest stopniowe wykorzystanie fosfogipsów do produkcji nawozu wzbogaconego w siarkę (saletrzak w zakładach azotowych)

• wstępnie przewiduje się, że do tego celu można wykorzystać około 40 tyś ton fosfogipsu rocznie

Inne odpadyktórych technologię utylizacji opracowano lub opracowuje

się w Katedrze Technologii Chemicznej PGZużyte:• żywice jonowymienne• membrany filtracyjne• opony• węgiel aktywowany• ziemia bieląca• ścierniwoZaolejone odpadyOdpady azbestoweOdcieki ze składowisk

PodziękowanieDziękuję moim dyplomantom za udostępnienie niektórych danych z przygotowywanych prac magisterskich,zaś mgr inż. Tomaszowi Magnuszewskiemu za przygotowanie prezentacji w Power Point.