SKLÁDKY TUHÝCH KOMUNÁLNÍCH ODPADŮ

Transkript

1 Výukové materiály projektu NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ SKLÁDKY TUHÝCH KOMUNÁLNÍCH ODPADŮ Výukové materiály vznikly za finanční pomoci Revolvingového fondu Ministerstva životního prostředí. Za jejich obsah zodpovídá výhradně SŠ-COPTH, Praha 9, Poděbradská 1/179 a nelze jejich obsah v žádném případě považovat za názor Ministerstva životního prostředí.

2 SKLÁDKY TUHÝCH KOMUNÁLNÍCH ODPADŮ Skládkování odpadů je posuzováno jako konečné odstranění odpadů bez další možnosti následného využití a v přehledu priorit odpadového hospodářství zaujímají poslední místo. Je ale možné, že v budoucnu spolu s technickým vývojem lidstva a zmenšováním zásob energetických zdrojů lidé naleznou způsoby využití již skládkovaného odpadu. Priority hospodaření s odpady Jako problematické se skládky komunálních odpadů mohou jevit z hlediska záboru území, ale po rekultivačních opatřeních existují možnosti následného využití tohoto území. Skládky se mohou dělit dle manipulace s odpadem na skládce. Někde jsou přivážené odpady ponechány bez úpravy a někde je provedena např. pouze jednoduchá úprava a předtřídění a jinde je přivážený odpad tříděn, drcen a vlhčen pro usnadnění jeho dalšího zapracování. Dělení podle umístění skládky skládky podúrovňové (do zářezu, korytová) skládky nadúrovňové (do svahu, plošné ukládání) skládky kombinované (současné řešení skládek) Podúrovňová skládka a nadúrovňová skládka Velkým problémem jsou tzv. černé (neřízené, divoké) skládky. Dochází zde oproti řízeným skládkám pouze ke 2 fázím: ukládání odpadu a následné sanaci, případně rekultivaci. Příčiny

3 vzniku černých skládek jsou buď technické a technologické (není zaveden svoz odpadu, špatné intervaly svozu, málo nádob, nevhodná provozní doba, vysoké ceny za odstraňování odpadů ) nebo kontrolní a estetické (neplnění povinností úředníků, nedostatečné vymáhání sankcí, neukázněnost a lhostejnost občanů ) Černá skládka Škodlivé projevy černých skládek jsou např. tvorba výluhu a jeho únik z tělesa skládky do okolního prostředí či tvorba skládkového plynu a jeho neřízený únik do atmosféry. Dalšími problémy jsou rozmnožování hmyzu a živočichů, soustřeďování ptactva a roznášení infekcí, znečištění zápachem, prachem a kouřem, pohyb dětí v okolí a na skládce nákaza, ztráta cenných surovin a v neposlední řadě také estetika okolí. U starších skládek mají odpady charakter, který se blíží zeminám. Situace novějších skládek je složitější: odpady jsou heterogenní a proměnné i v různých skládkách, nelze získat reprezentativní vzorek, neexistují obecné způsoby odběru vzorků, vlastnosti odpadů se významně mění s časem. Mezi vlastnosti skládky lze řadit vlhkost, která se pohybuje mezi % a ovlivňuje ji např. počasí, složení odpadů apod. Objemová hmotnost, tedy hustota, skládky je nejčastěji kolem 800 kg m -3 a je závislá na složení skládkovaného odpadu a hutnění při svozu. Zrnitostní složení je kvůli různorodému složení odpadů obtížně stanovitelné. Obsah organických složek určují faktory, jako jsou zdroj odpadů a období ve kterém se právě skládkuje. Propustnost skládky bývá 10,4 až 10,8 m s -1. Teplota skládky by se měla pohybovat mezi C. Podle následujících vlivů se určuje, zda skládka potřebuje sanaci (sanaci lze definovat jako přijetí opatření k nápravě škod způsobených lidskou činností na krajině nebo majetku)

4 stlačování skládky v důsledku fyzikálních procesů: tah, tlak, drcení propad jemných částic do mezer sedání skládky, otvory v jednotlivých buňkách viskózní chování biodegradace organických složek - sedání skládky, únik skládkového plynu koroze, oxidace a degradace anorganických složek Mohou nastat i případy, kdy skládky ohrožují životní prostředí. Velmi vysoké riziko je u chemické skládky, která musí být zabezpečena na maximální možnou úroveň. Zanedbatelné riziko představují skládky např. stavební sutě, zeminy a hlušiny. Ve skládkách existují různé, které především brání nebo předchází možnosti úniku škodlivých látek do okolního prostředí: monitorovací komplexní ochrana ŽP, sleduje možné úniky škodlivých látek ze skládky a umožňuje reagovat v závislosti na druhu úniku, sleduje také chování skládky, těsnící brání průniku průsakové vody do okolí skládky drenážní odvádí veškerou vodu do jímek odplyňovací odčerpává vzniklý skládkový plyn. Podle třídy výluhu se odpady mohou skládkovat pouze na určitých typech skládek: SIO inertní odpad (pískovny, korytové skládky apod.). Pro tento druh odpadu nemusí být žádný systém ochrany, nehrozí zde žádné nebezpečí znečištění životního prostředí. SOO ostatní odpad (komunální odpady). Pro tyto odpady se raději používají všechny 4 ochranné systémy, protože není známé přesné složení komunálního odpadu. SNO nebezpečný odpad (druh odpadu, který se vyznačuje negativním vlivem na životní prostředí a zdraví lidí nebo zvířat, nebo při manipulaci s ním hrozí nějaké další nebezpečí chemické látky, baterie, některá elektro zařízení atd.). Skládky, které pracují s takovýmito odpady, musí mít všechny 4 ochranné systémy + 1 navíc.

5 Využití skládkového plynu N A U Č Í M E V Á S, J A K B Ý T E F E K T I V N Ě J Š Í Skládkový plyn se vyvíjí biologickými rozklady z odpadu uloženého ve skládce. Řadíme k němu i plyn, který se vyvíjí abioticky (chemicky) ve skládkách, např.: průmyslových odpadů. Aby se zabránilo nekontrolovatelné migraci skládkového plynu do okolí a bylo zabráněno růstu vnitřního přetlaku plynů ve skládce nad limitní hodnotu (500 Pa) porušení izolační bariéry skládky (foliové nebo jílové) a předešlo se jeho úniku či případné příčině výbuchu, musí se plyn ze skládky odčerpávat. Současná legislativa ukládá povinnost vypracovat projekt odplynění skládky jako nedílnou a odborně zpracovanou součást projektu skládky a její rekultivace, případně rekultivace starých ekologických zátěží. Čerpání tohoto plynu přímo ze skládek probíhá především dvěma způsoby: Pasivní způsob vlastním přetlakem vyvíjeného plynu. Aktivní způsob plyn je ze skládky odsáván pomocí odsávacího zařízení, většinou dmychadla. Podtlak ve skládce však musí být udržen na hladině, která zaručuje, že skládka nebude aerobizována (nebude přisávat okolní vzduch). Množství skládkového plynu a jeho složení je závislé na mnoha faktorech. Je to např. složení, stáří a vlhkost odpadu, který je na skládku ukládán. Dále stupeň zhutnění odpadu při navážení na skládku, množství výluhu a ph vodného prostředí ve skládce, dosažený stupeň prostředí ve skládce bez přístupu vzduchu a pak také přítomnost různých inhibitorů a ostatních toxických látek. Odplyňovací systém a odvodňovací systém Odplyňovací systém začíná sběrnou sítí, která je určena k jímání plynu v tělese skládky. Skládá se z odplyňovacího potrubí (vrty, studny, drény) a sběrného potrubí s odvodněním tvořeným drenážemi, které jsou většinou realizovány perforovanými trubkami z tvrzeného polyethylenu. Drenáže jsou ve skládce vedeny vodorovně a svisle (studny). Potrubí drenáže je obsypáno vrstvou štěrku (kačírku), aby byla zajištěna poréznost okolí a nedocházelo k ucpávání trub odpadem. Svislé vedení je navíc vloženo do pevné, většinou kovové trubky, která zabrání přerušení vedení v případě horizontálního posuvu vrstvy odpadu. Systém pokračuje svodnou sítí, která odvede plyn do zařízení pro využití a odstranění skládkového plynu.

6 Produkce skládkového plynu se pohybuje mezi 200 a 250 m 3 z 1 tuny uloženého komunálního odpadu. Nejvyšší produkce je zaznamenávána v období 5-13 let od uložení odpadu na skládku. Skládkový plyn se začíná ovšem produkovat již po několika měsících od uložení na skládku a trvá po celou dobu životnosti skládky (30 let). Pt = 1,868 corg (0,014 t + 0,28) (1-10-k d) (m 3 t -1 ) kde Pt - měrná produkce skládkového plynu (m 3 t -1 ) corg - průměrný podíl organické složky odpadu (corg = 200 až 300 kg t -1 odpadu) t - teplota v tělese skládky (25 30 C) k - degradační konstanta (k = 0,025 až 0,05) d - doba skladování (roky). komunálního Složkami skládkového plynu jsou metan a oxid uhličitý doplněné stopovými příměsmi. Skládkové plyny se vzájemně neliší pouze druhem a množstvím stopových příměsí, ale hlavně variabilitou poměru CH 4 : CO 2, a to ne jen mezi různými skládkami, ale i na jedné skládce v čase. Ze stopových složek je třeba jmenovat kyslík, sulfan, argon, halogenvodíky, oxid dusný, amoniak, vodík, organické látky (uhlovodíky, alkoholy, aldehydy, ketony) a organochlorové a křemíkaté sloučeniny. Obsah stopových složek je vzhledem k množství metanu a oxidu uhličitého zanedbatelný (maximálně v jednotkách %), ale jejich hladinu je třeba sledovat pro jejich negativní vlivy na životní prostředí a na případná zařízení používaná při likvidaci nebo dalším využití skládkového plynu.

7 Složení skládkového plynu N A U Č Í M E V Á S, J A K B Ý T E F E K T I V N Ě J Š Í Charakteristika Metan CH 4 Oxid uhličitý CO 2 Vodík H 2 Dusík N 2 Sirovodík H 2 S objemový podíl *% , výhřevnost *MJ m -3 ] 35,8-10,8-22,8 21,5 Skládkový plyn CH 4 60%, CO 2 40% zápalná teplota * C hustota *kg m -3 ] 0,72 1,98 0,09 0,69 1,54 1,2 Vzhledem k faktu, že oxid uhličitý a metan, tedy hlavní složky skládkového plynu, mají řadu negativních vlastností (například jsou nejvýznamnějšími emisními antropogenními vlivy působícími na celkové oteplování atmosféry - skleníkový efekt), nelze akceptovat volné unikání LFG do okolní atmosféry. Využití skládkového plynu je vhodné pro přímý otop (automatické monoblokové nebo speciální hořáky s účinností %). Také pro výrobu elektřiny (motorgenerátory nebo turbogenerátory které mají účinnost %). Skládkový plyn se také spaluje v plynových motorech a turbínách, kde se poté využívá odpadní teplo s účinností %. V případech, kdy je produkce tak nízká, nebo kvalita plynu tak špatná, že nelze stávající produkci smysluplně využít, je plyn, jakožto odpad, pouze zneškodňován. Jako jeden ze způsobů využití skládkového plynu je použití biofiltrů. Tento způsob spočívá ve filtrování skládkového plynu přes vrstvu kompostu, ve které se za působení metanotrofů a metylotrofů účinně odbourá metan i některé stopové prvky. Smysluplnější je ale samozřejmě, pokud je to jen trochu možné a efektivní, produkovaný skládkový plyn využít. Oproti reaktorovému bioplynu má skládkový plyn většinou nižší obsah sulfanů (jsou v průběhu metanogeneze navázány na ionty železa), ale většinou také vyšší obsah oxidu uhličitého a stopových složek na úkor metanu. To má za následek horší vlastnosti plynu z hlediska jeho využití (zejména pokles výhřevnosti a zvýšení obsahu nežádoucích příměsí). Často musí být plyn ještě před aplikací upravován (čištěn), což se samozřejmě negativně promítá do ekonomického hodnocení jeho využití. Uvědomíme-li si, že při rozkladu odpadů (skládkované odpady, kaly, zemědělský odpad) vzniká 21 % všech antropogenních emisí metanu, mohl by být racionálním využitím byť jen části tohoto množství získán nezanedbatelný zdroj energie.