4.2 Vyhodnocení kvalitativních parametrů pro vstupy biologicky rozložitelných odpadů (BRO) do zařízení pro zpracování BRO (kompostárny, bioplynové

Transkript

1 4.2 Vyhodnocení kvalitativních parametrů pro vstupy biologicky rozložitelných odpadů (BRO) do zařízení pro zpracování BRO (kompostárny, bioplynové stanice) tak, aby byly zajištěny dostatečně kvalitní výstupy dle platné legislativy

2 Obsah 1. Úvod Bilance BRO a BRKO v ČR Technologie zpracování BRO Kompostárny Aerobní degradace kompostování Typy kompostů: Organizace, technologie a vstupující odpady do kompostáren Investiční a provozní náklady kompostáren na zpracování biologicky rozložitelných odpadů Bioplynové stanice Anaerobní digesce Zpracování v BPS Vyhodnocení kvalitativních parametrů BRO Vstupní odpady (suroviny) vhodné pro anaerobní digesci Pro anaerobní digesci je vhodný každý organický materiál s např.: cíleně pěstovaná biomasa, kukuřičná siláž, senáž, GPS: Vstupní odpady (suroviny) vhodné pro aerobní digesci Kvalitativní parametry vstupních odpadů (surovin) Popis vybraných vstupujících odpadů (surovin) Legislativa k zajištění kvality výstupů ze zpracování BRO Využití výstupu pro aplikaci na půdu Další využití výstupů ze zpracování BRO Závěr Seznam použitých zkratek Použité zdroje... 32

3 Seznam tabulek Tabulka č. 6: Porovnání mokré a suché anaerobní digesce Tabulka č. 7: Optimální množství stopových prvků Tabulka č. 8: Vybraná katalogová čísla BRO a BRKO Tabulka č. 9: Rizikové koncentrace těžkých kovů pro hnojiva se sušinou nad 13 % Tabulka č. 10: Rizikové koncentrace těžkých kovů pro hnojiva se sušinou nejvýše 13 % Tabulka č. 11: Kritéria pro kontrolu účinnosti hygienizace prováděné na základě sledování indikátorových mikroorganismů Tabulka č. 12: Znaky jakosti rekultivačního kompostu Tabulka č. 13: Znaky jakosti rekultivačního digestátu Tabulka č. 14: Hodnoty emisních limitů středních a malých zdrojů znečišťování pro tuhá paliva Seznam obrázků Obrázek č. 1: Možnosti zpracování BRO... 3 Obrázek č. 2: Schéma provozu kompostárny... 4 Obrázek č. 3: Schéma bioplynové stanice mokrého typu Obrázek č. 4: Čtyřfázový model anaerobní konverze (podle Nordberga)... 16

4 1. Úvod V důsledku lidské činnosti např. nevhodných zemědělských a lesnických postupů, průmyslové činnosti, cestovního ruchu, rozšiřování měst a průmyslových oblastí a výstavby půda degraduje, resp. ustupuje výstavbě infrastruktury. To se projevuje snižováním úrodnosti, uvolňováním uhlíku, úbytkem biologické rozmanitosti, nižší kapacitou zadržování vody, narušením koloběhu plynů a živin a horším odbouráváním kontaminujících látek. 1 V oblasti odpadového hospodářství ČR je jedním z cílů podpora zřizování zařízení na zpracovávání biologicky rozložitelných odpadů (dále jen BRO ), za účelem snížení jejich množství ukládaného na skládky, viz cíl uvedený v kapitole POH ČR, tj.: Snížit maximální množství biologicky rozložitelných komunálních odpadů ukládaných na skládky tak, aby podíl této složky činil v roce 2020 nejvíce 35 % hmotnostních z celkového množství biologicky rozložitelných komunálních odpadů vyprodukovaných v roce Na tento cíl dále navazují zásady a opatření pro nakládání s biologicky rozložitelnými komunálními odpady a ostatními biologicky rozložitelnými odpady. Biologicky rozložitelné odpady obecně zahrnují odpady z výrobního sektoru včetně biologicky rozložitelných komunálních odpadů. Novelou zákona o odpadech č. 229/2014 Sb., účinné od , odst. 3 dostali obce povinnost zajistit místa pro oddělené soustřeďování složek komunálního odpadu, minimálně nebezpečných odpadů, papíru, plastů, skla, kovů a biologicky rozložitelných odpadů 2. Nakládání s biologicky rozložitelnými odpady je dále upraveno vyhláškou č. 341/2008 Sb., o podrobnostech nakládání s biologicky rozložitelnými odpady a o změně vyhlášky č. 294/2005 Sb., o podmínkách ukládání odpadů na skládky a jejich využívání na povrchu terénu a změně vyhlášky č. 383/2001 Sb., o podrobnostech nakládání s odpady (vyhláška o podrobnostech nakládání s biologicky rozložitelnými odpady). Vyhláškou č. 341/2008 Sb., přílohou č. 1, částí A je stanoven seznam bioodpadů (výčet konkrétních katalogových čísel) a požadavky na kvalitu odpadu vstupujících do technologie materiálového využití bioodpadů. Zároveň jsou zde stanoveny odpady, které vyžadují speciální režim nakládání. Dále v téže příloze v části B je uveden seznam bioodpadů, které mohou být přijímány do malých zařízení. 1.1 Bilance BRO a BRKO v ČR Do biologicky rozložitelných odpadů náleží odpady, které podléhají aerobnímu nebo anaerobnímu rozkladu. Jedná se zejména o odpady zemědělské, lesnické, potravinářské, papírensky - celulózové, ze zpracování dřeva, kůží, textilního průmyslu, součástí jsou i biologicky rozložitelné komunální odpady (dále jen BRKO ). Patří sem zejména odpady ze zeleně, ale i vytříděné BRO z kuchyní, stravoven a domácností, rovněž odpady z dřeva a papíru. Analýza produkce a nakládání s biologicky rozložitelnými odpady je podrobně uvedena v kapitole 2 dokumentu V roce 2013 celkem vzniklo tun biologicky rozložitelných odpadů. Tabulka č. 1 shrnuje produkci biologicky rozložitelných odpadů v roce 2013 dle jednotlivých skupin a dále uvádí procentuální zastoupení jednotlivých skupin BRO vzhledem k celkové produkci BRO. 1 Institucionální a ekonomická analýza využití bioodpadu v obcích, Jan Slavík a kol. 2 Zákon č. 185/2001 Sb., zákon o odpadech a o změně a doplnění dalších zákonů (zákon o odpadech). Dostupné také z: B &action=openDocument [vid ] 1

5 Tabulka č. 1: Produkce biologicky rozložitelných odpadů v roce 2013 Produkce jednotlivých skupin biologicky rozložitelných odpadů v roce % BRO Množství tun dle ISOH BRO 02 Odpady z prvovýroby v zemědělství, zahradnictví, myslivosti, rybářství a z výroby a zpracování potravin (kat.č , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ) 03 Odpady ze zpracování dřeva a výroby desek, nábytku, celulózy, papíru a lepenky (kat.č , , , , , , , ) 04 Odpady z kožedělného, kožešnického a textilního průmyslu (kat.č , , , , , ) 15 Odpadní obaly, absorpční činidla, čistící tkaniny, filtrační materiály a ochranné oděvy jinak neurčené (kat.č , ) 17 Stavební a demoliční odpady (včetně vytěžené zeminy z kontaminovaných míst) (kat.č ) 19 Odpady ze zařízení na zpracování (využívání a odstraňování) odpadu, z čistíren odpadních vod pro čistění těchto vod mimo místo jejich vzniku a z výroby vody pro spotřebu lidí a vody pro průmyslové účely (kat.č , , , , , , , , , , , , , ) Komunální odpady (odpady z domácností a podobné živnostenské, průmyslové odpady a odpady z úřadů), včetně složek z odděleného sběru (kat.č , , , , , , , , , ) Zdroj: VISOH Celkové množství BRO Problematikou využití skupiny BRO se zabývají mimo POH ČR i další plánovací dokumenty, např. Národní akční plán ČR pro energii z obnovitelných zdrojů nebo Akční plán pro biomasu zpracovaný na období Technologie zpracování BRO Existuje mnoho známých a osvědčených technologií, pomocí kterých dokážeme z bioodpadů vytvořit kvalitní organické hnojivo, energii nebo palivo z odpadů. V podstatě existují dva základní způsoby biologického zpracování organických odpadů (Obrázek č. 1). 3 Produkce všech biologicky rozložitelných odpadů evidované pod kódem způsobu nakládání A00, AN60, BN30 2

6 Obrázek č. 1: Možnosti zpracování BRO Zdroj: agrikomp Bohemia s.r.o. Převzaté schéma neobsahuje (nepředpokládá) skutečnost, kdy výstupy ze zpracování BRO uvedenými technologiemi (aerobním, anaerobním rozkladem) nesplňují požadavky stanovené pro hnojivo. V takovém případě je nutné zvažovat další způsoby nakládání s těmito výstupy (odpady). Nevyhovující výstupy je možné směřovat do zařízení do zařízení vybavených technologickým zařízením k získání vybraných složek (např. biouhlík), k energetickému zpracování nebo na příslušné skládky odpadů. Poznámka: Biouhlík (biouhel, biochar) nelze přesně definovat. Lze zobecnit, že je to materiál, jenž obsahuje až 90 % uhlíku a skládá se z aromatických sloučenin charakterizovaných šesti atomy uhlíku. Toto aromatické uspořádání struktury biouhlíku inhibuje rozkladné procesy v půdě, protože mikroorganismy takto složité sloučeniny dokážou využít jen s obtížemi 4. Biouhel neslouží jako hnojivo, ale je pomocnou látkou ke zlepšení půdních vlastností a to primárně z hlediska fyzikálních vlastností, přičemž přispívá k vyšší kationové výměnné kapacitě, která omezuje možnost vyplavování živin z půdního prostředí. 4 zdroj: Kateřuna Břendová 3

7 2. Kompostárny Při zpracování této části dokumentu byly využity zejména informace získané z článků a publikací Ing. Jaroslava Váni, CSc., VÚRV Praha-Ruzyně a citované předpisy. Kompostování biodegradabilních odpadů má na území České republiky více než osmdesátiletou tradici. Zkušenosti nabyté českými a slovenskými odborníky ovlivnily rozvoj tohoto oboru v řadě evropských států. Hlavním důvodem pro rozvoj kompostování bylo snižování deficitu přísunu organických látek do půdy a snaha o udržení a zvýšení její úrodnosti. Důvodem nebylo tedy využívání nebo odstraňování odpadů. Vzhledem k trvajícímu pokles stavů hospodářských zvířat je využití zdroje představovaného biodegradabilními odpady na snížení deficitu organického hnojení v České republice velmi žádoucí. Roční potřeba nehumifikovaných organických látek se pohybuje v rozmezí 3,5-4,0 t / ha, a z této potřeby je třeba dodat organickým hnojením 1,5-2,0 t / ha. 5 Ve stájových hnojivech je v současnosti aplikována na 1 ha orné půdy pouze cca 20 30% potřebné organické hmoty. Úbytek stabilizované půdní organické hmoty zhoršuje sorpčně - iontovýměnné vlastnosti, půdní strukturu a hydrolimity. Důsledkem tohoto stavu je nižší využití živin dodaných průmyslovými hnojivy a ekologické dysfunkce, zejména vyplavování živin z půdy s následnou eutrofizací vod a pokračující půdní eroze. Využití kompostování biodegradabilních odpadů je nejen v zájmu resort životního prostředí, ale i v zájmu resortu zemědělství. 6 Obrázek č. 2: Schéma provozu kompostárny Zdroj: Typový projekt komunitní kompostárny, ENVIprojekt s.r.o. 2.1 Aerobní degradace kompostování Kompostováním označujeme soubor biologických a biochemických reakcí kompostovaného materiálu probíhajících za přístupu vzduchu a za různých teplotních podmínek, které přemění biologicky rozložitelný odpad na organické hnojivo kompost. První fáze kompostovacího procesu je mezofilní a začíná rozkladem snadno rozložitelné organické hmoty, uvolní se velké množství energie ve formě tepla. V průběhu několika dní fáze mezofilní přejde do druhé fáze termofilní, kdy teplota může překročit i 70 C, tím se odstraní patogenní mikroorganismy 5 Jaroslav Váňa 6 Jaroslav Váňa 4

8 přítomné v odpadech. Poslední třetí fáze dozrávání zahrnuje nejenom mineralizaci obtížně rozložitelných materiálů, ale i humifikaci lignocelulózového materiálu. 7 Kompost, pokud je vyroben v souladu s postupy popsanými v technických normách a právních předpisech je biologicky stabilní hygienizovaný produkt, který může být skladován a bez další úpravy použit k zapracování do půdy jako organické hnojivo. Nakládání s BRO v zařízení, vč. využití koncového produktu aerobní degradace se řídí dle platných právních předpisů (Kapitola 3.4): Zákon č. 185/2001 Sb. o odpadech Upravuje předcházení vzniku odpadů a nakládání s nimi při dodržování ochrany životního prostředí, ochrany zdraví člověka a trvale udržitelném rozvoji Jeho ustanovení (viz níže) jsou ve vztahu ke kompostování konkretizována prováděcími předpisy: 1-4 Definice pojmu odpad 5-9a Zařazování odpadu a jejich hodnocení Povinnosti při nakládání s odpady 10a Komunitní kompostování 33a Definice vztahující se k BRO 33b Povinnosti pro biologické zpracování biologicky rozložitelných odpadů Evidence a ohlašování odpadů Vyhláška č. 383/2001 Sb., o podrobnostech nakládání s odpady Vyhláška č. 341/2008 Sb., o podrobnostech nakládání s biologicky rozložitelnými odpady Vyhláška č. 321/2014 Sb., o rozsahu a způsobu zajištění odděleného soustřeďování složek komunálních odpadů Problematika kompostování je řízena i následujícími předpisy: Zákon 156/1998 Sb., zákon o hnojivech, pomocných půdních látkách, pomocných rostlinných přípravcích a substrátech a o agrochemickém zkoušení zemědělských půd (zákon o hnojivech) Vyhláška č. 474/2000 Sb., o stanovení požadavků na hnojiva Vyhláška 377/2013 Sb., o skladování a způsobu používání hnojiv ČSN :1996 Průmyslové kompost Kompostování je kontinuální proces, který se v rámci jeho popisu rozděluje do tří fází degradace: fáze rozkladu, fáze přeměny, fáze zralosti. Fáze rozkladu - trvá asi 3-4 týdny a v důsledku biodegradačních reakcí stoupá teplota zakládky na C. Rozkládají se lehce rozložitelné suroviny (cukry, bílkoviny, škrob), živiny, které jsou vázány v organické hmotě, se uvolňují a zčásti přecházejí do původní minerální formy. Fáze přeměny trvá od čtvrtého do osmého až desátého týdne, teplota zakládky začíná klesat. Kompost získává stejnoměrně hnědou barvu, drobtovitou strukturu. V tomto stadiu má produkt kompostování nejlepší hnojivý účinek. Fáze zralosti kompost se dále přeměňuje na humus, hnojivý účinek je nižší, účinnost humusu se však zvyšuje. 7 Kuraš Mečislav, Odpady a jejich zpracování, vydaná 1, 2014, Vodní zdroje Ekomonitor spol. s.r.o. 5

9 Ukončení kompostování K posouzení ukončení kompostovacího procesu se používá orientační zkouška, tj. jsou hodnoceny znaky stabilizace "čerstvého kompostu": barva hnědá, šedohnědá až černá, struktura drobtovitá až hrudkovitá, nevykazuje pachy svědčící o přítomnosti nežádoucích látek, houbovitá vůně, příznaky ustálené teploty: hodnota teploty kompostu odpovídá teplotě okolního prostředí po dobu posledních 14 dnů. Další možností, jak zjistit, zda je proces kompostování ukončen, je provedení tzv. řeřichového testu. Metoda je založena na výpočtu indexu klíčivosti citlivé rostliny v prostředí vodního výluhu kompostu. Podle vypočteného indexu klíčivosti se určí, jestli je kompost zralý Typy kompostů: Statkové - pro výrobu kompostů jsou použity klasické zemědělské suroviny (chlévská mrva, kejda, zemina, odpadní rostlinná hmota - nať, znehodnocená krmiva apod.) Průmyslové - jsou zakládány z řady surovin nejrůznějšího původu, převážně průmyslových odpadů, zpravidla velkovýrobní technologií ve specializovaných kompostárnách (ČOV) Speciální - komposty vyráběné speciální technologií (např. vermikomposty) Z technologického hlediska se rozlišují následující základní způsoby výroby kompostů: kompostování v pásových hromadách, kompostování v plošných hromadách, Intenzivní kompostovací technologie: kompostování v uzavřených a polouzavřených zařízení kompostování v boxech nebo žlabech kompostování ve vacích (Ag Bag kompostování), vermikompostování 9. Výhody kompostování: až 100% dusíku je organicky vázáno, tvorba cenných humusových látek, potlačení klíčivosti semen nežádoucích rostlin eliminace většiny původců chorob, inaktivace antibiotik a jiných přísad do krmiv, zpřístupnění těžko rozpustných základních živin a stopových prvků pro výživu rostlin, tvorba přírodních antibiotik rostlin Organizace, technologie a vstupující odpady do kompostáren (Při zpracování této části dokumentu byly využity zejména informace získané z článků a publikací Ing. Jaroslava Váni, CSc., VÚRV Praha-Ruzyně, z nichž většina je zveřejněna ( např. a citované předpisy.) 8 Typový projekt komunitní kompostárny, ENVIprojekt s.r.o. 9 Typový projekt komunitní kompostárny, ENVIprojekt s.r.o. 10 Typový projekt komunitní kompostárny, ENVIprojekt s.r.o. 6

10 Kompostování se z organizačního hlediska může provádět na následujících úrovních: domácí kompostování (v rodinných zahradách), kompostování komunit (na sídlištích, u škol, v zahrádkářských koloniích, aj.), centrální kompostování (ve městech), průmyslové kompostování. Jako vstupy do zařízení kompostáren je třeba využít biodegradabilní odpady, které nejsou nadlimitně znečištěny látkami jejichž přítomnost je v orné půdě sledována. Jde zejména o odpady ze zpracování rostlinných produktů, potravin živočišného původu, z těžby a zpracování dřeva a z papírenského průmyslu. Intenzivně se ke kompostování využívají odpady z veřejné zeleně (tráva, listí, štěpka) a do provozu jsou v tomto smyslu uváděny příměstské kompostárny. Sběr bioodpadu následně využívaného v kompostech by mohl mít na produkci kompostu významný pozitivní vliv. Jedná se zejména o kuchyňské odpady, u kterých je při jejich využívání v zařízeních k tomu určených nutné zohlednit Nařízení 1069/2009/ES ze dne 21. října 2009 o hygienických pravidlech VŽP a dále o odpady ze zeleně z míst neovlivňovaných imisemi z dopravy. Biologicky rozložitelný komunální odpad získaný odděleným sběrem je dobrým zdrojem rostlinných živin. V sušině obsahuje 1,9-2,2 % dusíku, 0,2-0,4 % fosforu, 0,4-1,0 % draslíku a 0,2-0,3 % hořčíku. Obsah spalitelných látek je v rozmezí % sušiny. Specifickou problematikou je kompostování stabilizovaných čistírenských kalů z čistíren komunálních odpadních vod, jejich roční produkce je v České republice cca tis. t sušiny ( t/2009, t/2010, t/2011, t/2012, t/2013, t/2014 zdroj: VISOH). Značné množství této produkce je k výrobě kompostů určených pro použití na zemědělské půdě nevhodná. Důvodem je zvýšená přítomnost zejména Zn, Cd, Hg a Pb. Obdobné nebezpečí sebou přináší snahy o kompostování odpadů ze septiků a žump pro komunální odpadní vody a kompostování sedimentů vytěžených z koryt vodních toků a nádrží. Při výrobě kompostů použitelných na zemědělské půdě je třeba v průměru zajistit na 1 t sušiny čistírenských kalů s minimální (přípustnou) přítomností těžkých kovů více než 3,4 t sušiny dalších čistých BRO. Předpokladem úspěšného podnikatelského záměru průmyslové kompostárny je zejména kvalita kompostu (průmyslového kompostu) umožňující jeho registraci v souladu s požadavky zákona o hnojivech a zajištění jeho odbytu. Níže uvedené skutečnosti jsou jedním z výstupů projektu VaV SP/2f1/132/08 Výzkum vlastností komunálních odpadů a optimalizace jejich využívání, jehož zadavatelem bylo MŽP. Řešitelem úkolu byl Ústav pro životní prostředí Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy v Praze v letech V rámci řešení tohoto projektu byla vypracována metodika látkového a chemicko-fyzikálního rozboru komunálních odpadů, která byla předložena k oponentuře zadavateli. Výsledky analýz komunálních odpadů z domácností jsou v závěrečné zprávě uvedeny pouze v přehledných souhrnných tabulkách. Ukazatele měrného množství jednotlivých složek byly stanoveny jako aritmetický průměr hodnot jednotlivých měření hmotností hlavního vzorku a počtu trvale bydlících obyvatel svozové oblasti. Měrné množství směsného komunálního odpadu bylo zkoumáno ve třech typech zástavby, tj. sídlištní, smíšená a venkovská. Problematika mikrobiálního znečištění komunálních odpadů nebyla předmětem výzkumného úkolu. V dalším textu je uvedena citace částí hodnotící zprávy projektu vztahující se k řešené problematice. Nebyly dohledány jiné representativní studie. Proto byla využita studie, která byla ukončena v roce 2010, což může přinášet jistá zkreslení oproti dnešnímu stavu. Ve vztahu k nezkreslení obsahu byly ponechány názvy a číslování kapitol a tabulek z této zprávy: Směsný komunální odpad z domácností je heterogenní materiál, který lze upravit různými způsoby. Prioritní je vytřídění využitelných složek, již v domácnostech a jeho následné oddělené shromáždění a oddělený sběr za účelem materiálového využití. Směsný komunální odpad lze roztřídit také mechanicky, např. tříděním na sítech. Výstupní hodnoty analýz směsného komunálního odpadu prováděných v rozdílných typech obytné zástavby jsou v tabulce porovnány s limitními hodnotami koncentrací vybraných prvků a látek stanovenými pro výstupy ze zařízení pro biologické zpracování odpadů (příloha č. 5 vyhlášky č. 341/2008 Sb.) respektive s hodnotami stanovenými pro hnojiva. Limitní hodnoty rizikových prvků 7

11 v hnojivech upravuje vyhláška č. 474/2000 Sb., o stanovení požadavků na hnojiva, ve znění pozdějších předpisů. Tabulka č. 2: Porovnání koncentrací vybraných rizikových látek a prvků ve směsném komunálním odpadu původní vzorek Sledovaný ukazatel Jednotka Limitní koncentrace podle vyhlášky č. 341/2008 Sb. Třída I Třída II Třída III Stabiliz. BRO Hodnoty koncentrací zjištěné při analýzách v rámci projektu SP2f1/132/08 Sídlištní zástavba Smíšená zástavba Venkovská zástavba As mg/kg* ,80 1,00 0,80 0,90 12,70 15,70 Cd mg/kg ,88 0,92 0,90 1,00 0,79 0,89 Cr celkový mg/kg Cu mg/kg Hg mg/kg 1 1, ,14 0,15 0,10 0,10 0,17 0,20 Ni mg/kg Pb mg/kg Zn mg/kg PCB mg/kg 0,02 0,2 - dle způsobu využití 0,10 0,11 0,10 0,11 0,067 0,070 * mg/kg sušiny Tabulka č. 3: Porovnání koncentrací vybraných rizikových látek a prvků ve směsném komunálním odpadu - podsítná frakce 8-20 mm v sušině Sledovaný ukazatel Jednotka vyhlášky č. 474/2000 Sb. 2a) substráty Limitní koncentrace podle Třída I vyhlášky č. 341/2008 Sb. Třída II Třída III Stabiliz. BRO Průměrné hodnoty koncentrací zjištěné při analýzách v rámci projektu SP2f1/132/08 Sídlištní zástavba Smíšená zástavba As mg/kg* ,00 4,68 17,43 Cd mg/kg ,82 1,64 0,95 Cr celkový mg/kg ,7 55,8 135,6 Cu mg/kg ,6 714,3 218,6 Hg mg/kg 1 1 1, ,23 0,16 0,32 Ni mg/kg ,3 49,6 70,6 Pb mg/kg ,0 22,8 30,5 Zn mg/kg PCB mg/kg - 0,02 0,2 - dle zp. využití 0,24 0,34 0,06 * mg/kg sušiny Venkovská zástavba 8

12 Tabulka č. 4: Porovnání koncentrací vybraných rizikových látek a prvků ve směsném komunálním odpadu - podsítná frakce < 8 mm - v sušině Sledovaný ukazatel Jednotka vyhlášky č. 474/2000 Sb. 2a) substráty Limitní koncentrace podle Třída I vyhlášky č. 341/2008 Sb. Třída II Třída III Stabiliz. BRO Průměrné hodnoty koncentrací zjištěné při analýzách v rámci projektu SP2f1/132/08 Sídlištní zástavba Smíšená zástavba As mg/kg* ,71 8,38 39,88 Cd mg/kg ,15 3,25 1,27 Cr celkový mg/kg ,6 66,7 202,0 Cu mg/kg ,9 358,2 212,1 Hg mg/kg 1 1 1, ,4 0,33 0,46 Ni mg/kg ,7 61,7 102,8 Pb mg/kg ,7 100,9 299,9 Zn mg/kg PCB mg/kg - 0,02 0,2 - dle zp. využití 0,54 0,05 0,66 * mg/kg sušiny Venkovská zástavba Limitní hodnoty rizikových prvků uvedené v tabulce (viz Tabulka č. 2 a Tabulka č. 3) u koncentrací podle vyhlášky č. 474/2000 Sb. se vztahují na výrobky z bioodpadů, konkrétně na substráty uváděné na trh nebo do oběhu podle zákona č. 156/1998 Sb., o hnojivech, ve znění pozdějších předpisů. Limitní hodnoty vybraných rizikových látek a prvků uvedené v tabulce (viz Tabulka č. 2, Tabulka č. 3 a Tabulka č. 4) u koncentrací podle vyhlášky č. 341/2008 Sb. se vztahují k výstupům ze zařízení k využívání bioodpadů, které jsou určeny k užití mimo zemědělskou a lesní půdu (skupina 2 a 3 podle vyhlášky). Výstupy se užívají především na zakládání nebo pro údržbu veřejné zeleně v obcích. Na základě skutečných vlastností, složení a způsobu využití se skupina dělí na Třídu I (určenou pro využití na povrchu terénu sportovní a rekreační zařízení), Třídu II (určenou pro využití na povrchu terénu městská zeleň, zeleň parků a lesoparků, rekultivace), Třídu III (určenou pro využití na povrchu terénu rekultivace zabezpečených skládek). Stabilizovaný BRO (biologicky rozložitelný odpad) je určen k uložení na skládku. Při porovnání hodnot naměřených u podsítných frakcí směsného komunálního odpadu a hodnot stanovených ve vyhláškách (poznámka: viz tabulky Tabulka č. 2, Tabulka č. 3 a Tabulka č. 4 - vyhl.č. 474/200 Sb., vyhl. č. 341/2008 Sb.) se ukazuje, že tento materiál z hlediska obsahu rizikových prvků nesplňuje požadavky stanovené pro výstupy ze zařízení pro biologické zpracování. Konkrétně u podsítné frakce 8-20 mm nevyhovují limitním hodnotám pro: substráty koncentrace prvků Cu a Zn v průměru měření u všech obytných zástaveb, u prvku Ni ve smíšené a u venkovské zástavbě a u Cr celkový u venkovské zástavby; celkově nevyhovující koncentrace vybraných prvků a látek byly zaznamenány u sídlištní zástavby v 16 % měření, u smíšené zástavby v 19 % měření a u venkovské zástavby v 36 % měření; materiály po biologické úpravě I.třída rovněž nevyhovují průměrné hodnoty u prvků Cu a Zn u smíšené a venkovské zástavby, u venkovské zástavby je to navíc As a Cr celkový téměř ve všech případech měření, u PCB nevyhovují hodnoty všech měření u všech zástaveb; celkově nevyhovující hodnoty byly zaznamenány u sídlištní zástavby ve 20 % případů, u smíšené zástavby ve 22 % případů a u venkovské zástavby ve 47 % případů; II.třída nevyhovují průměrné hodnoty prvků Cu a Zn ve smíšené zástavbě, u PCB nevyhovují hodnoty v sídlištní a ve smíšené zástavbě; celkově nevyhovující hodnoty byly zaznamenány u sídlištní a venkovské zástavby v 6 % případů, u smíšené zástavby v 8 % případů; III.třída vykazuje zjištění odpovídající II.třídě; 9

13 Odpad z této frakce směsného komunálního odpadu (8-20 mm) nevyhovuje dokonce ani limitním hodnotám rizikových prvků stanoveným pro odpad určený k uložení na skládky, tj. stabilizované BRO (biologicky rozložitelný odpad). U podsítné frakce menší než 8 mm je překračování limitních hodnot ještě výraznější. Naměřené hodnoty vybraných prvků a látek nevyhovují limitním hodnotám stanoveným pro: substráty u sídlištní a smíšené zástavby v 25 % měření, u venkovské zástavby v 57 % měření; limitní hodnoty koncentrace Zn jsou překračovány téměř ve všech případech (85 % naměřených hodnot); ve venkovské zástavbě je takto překračována nejen koncentrace Zn, ale i As, celkového Cr a Ni; materiály po biologické úpravě I.třída nevyhovující hodnoty byly zaznamenány u sídlištní a smíšené zástavby ve 30 % případů a u venkovské zástavby v 56 % případů; naměřené hodnoty PCB vykazují nevyhovující hodnoty u všech měření a u všech zástaveb; u venkovské zástavby navíc nevyhovují všechny naměřené hodnoty koncentrací As, celkového Cr, Ni, Zn; II.třída nevyhovující hodnoty byly zaznamenány u sídlištní zástavby v 11 % případů, u smíšené zástavby v 7 % případů a u venkovské zástavby ve 20 % případů; u sídlištní zástavby je nejčastěji a několikanásobně překročena hodnota koncentrace Cu (33 % případů), u venkovské zástavby pak As ( 75 % případů); III.třída vykazuje zjištění odpovídající II.třídě; Odpad z této frakce směsného komunálního odpadu (menší než 8 mm), stejně jako u předcházející frakce, nevyhovuje ani limitním hodnotám rizikových prvků stanoveným pro odpad určený k uložení na skládky, tj. stabilizované BRO (biologicky rozložitelný odpad). Nevhodnost zpracování směsného komunálního odpadu v zařízeních k využívání bioodpadů z důvodu obsahu rizikových látek a prvků potvrzují také zahraniční odborníci. V současné době se řada autorů zabývá kvalitou bioodpadu, vzhledem k jeho dalšímu zpracování. Od přehledných studií až po články v odborných časopisech se všichni autoři jednoznačně shodují v tom, že kvalita sebraného bioodpadu je hlavním problémem při jeho dalším zpracování. Vysoký obsah těžkých kovů a specifických organických látek hraje klíčovou roli při zpracování bioodpadu a ovlivňuje i kvalitu výsledného produktu. Výsledky projektu dokazují, že obava o kvalitu BRKO není neodůvodněná. Závěrečná zpráva projektu VaV SP/2f1/132/08 Výzkum vlastností komunálních odpadů a optimalizace jejich využívání shnuje výsledky měření a sledování skladby a vlastností komunálních odpadů v letech Z výsledků měření vyplývají následující závěry: byla předložena jednotná metodika rozborů komunálních odpadů, která byla předložena k certifikaci, byly zhodnoceny výsledky složení KO, (rozbory byly prováděny jednou měsíčně po dobu 12 měsíců ve třech lokalitách sídlištní, smíšené a venkovské). Z výsledků vyplývá, že látkové složení odpadů v sídlištní a smíšené zástavbě je velmi podobné, složení odpadů ve venkovské zástavbě se liší. Největší rozdíly jsou patrny v granulometrickém složení KO, podle ukazatelů měrného množství směsného komunálního odpadu z domácností, odpadu bez vytříděných využitelných složek připadá na jednoho obyvatele v sídlištní zástavbě 133 kg /rok, ve smíšené zástavbě 255 a ve venkovské 290kg/rok. V případě měrného množství komunálního odpadu z domácností včetně vytříděných využitelných složek je tato hodnota v sídlištní zástavbě 174 kg /rok, ve smíšené zástavbě 292 a ve venkovské 301 kg/ obyv. rok, sledované fyzikálně-chemické parametry byly doplněny o hodnoty koncentrace Tl, PBC, specifických organických látek a TOC. Tyto parametry byly doplněny proto, aby bylo možno posoudit vhodnost využití KO k energetickému využití a ke zpracování v biotechnologiích, 10

14 celková aktuální roční (2008) produkce objemných odpadů z domácností v ČR, která souvisí s vyřazováním a obměnou užívaných předmětů v daném roce se podle tohoto výpočtu pohybuje mezi kg/obyv.rok (bez trávy a listí kg/obyv.rok), jednoznačným závěrem této práce je poznatek, že převažující část objemných odpadů je materiálově a energeticky využitelná. Je tedy nezbytné doplnit vznikající integrované systémy nakládání s komunálními odpady o část materiálového rozdružování, úpravy a následného využití objemných odpadů. Prosté odstranění objemných odpadů z intravilánu obcí není již znakem moderního odpadového hospodářství, srovnání dat z analýz provedených v rámci projektu VaV SP/2F1/132/08 - Výzkum vlastností komunálních odpadů a optimalizace jejich využívání a dat z databáze ISOH vykazuje rozdíly, především v hodnotách produkce směsného KO a objemného odpadu. Produkce podle databáze ISOH je vyšší, srovnáme-li hodnoty ukazatelů skladby komunálního odpadu z domácností stanovených na základě systematických analýz prováděných v rámci výzkumného projektu SP/2f1/132/08 a výsledků projektu systematických analýz EKO-KOM, ukazuje se, že i když experimentální práce probíhaly v různých lokalitách v rámci ČR, tak výsledné hodnoty vykazují přibližnou shodu, ve srovnání s výsledky systematických analýz prováděných v roce 2000/2001 se produkce měrného množství komunálního odpadu z domácností zvýšila, v sídlištní zástavbě o 12 % (3 kg/obyv a týden), ve smíšené zástavbě dokonce o 87 % (3,0 kg/obyv a týden) a ve venkovské zástavbě o 53 % (3,8 kg/obyv a týden). Ukazuje se, že skladba komunálního odpadu za posledních sedm let doznala nezanedbatelných rozdílů. V sídlištní zástavbě vzrůstá podíl papíru, plastů a skla. Podíly u ostatních látkových skupin včetně bioodpadu mírně klesají. Ve smíšené zástavbě dochází k poklesu jemných podílů, vzrůstá podíl bioodpadu a spalitelného odpadu. Výskyt využitelných složek (papír, plast, sklo) zůstává téměř beze změny. Klesá podíl papíru, plastů a kovů. Rovněž podíl podsítné frakce (<8mm) v této zástavbě klesá. Ve venkovské zástavbě vzrůstá podíl plastů, podíl spalitelného odpadu a bioodpadu. Ostatní látkové skupiny klesají, nebo zůstávají téměř beze změny, z porovnání výsledků analýz zrnitosti komunálního ze současného projektu s hodnotami ukazatelů stanovených na základě analýz v období 2000/2002 se ukazuje, že ve venkovské zástavbě došlo k mírnému poklesu podílu nejjemnější frakce menší než 8 mm. Pokles je úměrný vzrůstu podílu frakce větší než 40 mm, během dlouhého období téměř 40 let lze výsledky vzájemně srovnávat, protože metodický postup prováděných rozborů byl v zásadních krocích zachován. Přesto lze identifikovat několik jednoznačných trendů - výrazný nárůst látkové skupiny "plasty" od pol. 90. let v souvislosti s rozšiřující se nabídkou balených nápojů a obecně vyšším zastoupení plastových obalů na trhu. Dlouhodobě stabilní jsou v domovních odpadech ze sídlištní zástavby podíly látkový skupin "sklo", "textil", "minerální odpad" a "frakce < 8 mm". Rozpoznat lze i dlouhodobě klesající podíl látkové skupiny "kovy". Ze srovnání plyne, že výsledky analýz složení domovních odpadů ze sídlištní zástavby v letech 2008/2009 v rámci tohoto projektu přibližně potvrzují prognózovaná data, reprezentativní skladba komunálního odpadu z domácností je v podstatě odborný odhad stanovený v průměrných podmínkách ČR. Při odhadu se vychází z hodnot látkového složení naměřených a zhodnocených v rámci analýz komunálních odpadů pro jednotlivé typy obytné zástavby v rámci výzkumného projektu. Skladba odpadu v jednotlivých typech zástavby je v průměru ČR zohledněna v podílech zástavby stanovených při výpočtu produkce komunálních odpadů z domácností v ČR. Z průměrné skladby komunálního odpadu je zřejmé, že využitelné složky (papír, plasty, sklo, kovy) tvoří v průměru 49,7 % hm., přičteme-li i biologický odpad jde o cca 65 %. Výsledky rozborů jednoznačně ukazují, že především obsah thalia, je ve všech typech zástaveb velmi vysoký a rovněž hodnoty koncentrací některých kovů (As, Cr, Zn. Fe a Mn) jsou u venkovské zástavby podstatně vyšší, než u zástaveb ostatních. Potvrzuje se tak známý fakt, že neexistuje žádné "univerzální/výpočtové" složení komunálních odpadů platné v celé Evropě, a že projektová příprava spalovacích zařízení v ČR bude muset vycházet z vlastností českých komunálních odpadů, vysoký obsah těžkých kovů a specifických organických látek hraje klíčovou roli při zpracování bioodpadu a ovlivňuje i kvalitu výsledného produktu. Výsledky projektu dokazují, že obava o kvalitu BRKO není neodůvodněná. Při porovnání hodnot naměřených u podsítných frakcí směsného komunálního odpadu a hodnot stanovených ve vyhláškách se ukazuje, že tento 11

15 materiál z hlediska obsahu rizikových prvků nesplňuje požadavky stanovené pro výstupy ze zařízení pro biologické zpracování. (konec citace) Obdobné zkušenosti byly získány i v zahraničí (blíže viz část zprávy 4.1), kde je technologie kompostování biodegradabilních podílů směsného domovního (komunálního) odpadu provozována pouze s cílem hygienizace, snížení objemu a stabilizace odpadu, který je následně ukládán na skládky. Problematiku bude řešit EU. V srpnu 2012 byla zveřejněna Technical report for End-of-waste criteria on Biodegradable waste subject to biological treatment, kterou poradenská firma JRC-IPTS zveřejnila jako třetí závěrečnou verzi požadavků na konec biodegradabilních odpadů. Tato verze vyvolala u odborníků silnou vlnu odporu a zamítavých reakcí. Důvodem je zahrnutí směsného komunálního odpadu a čistírenských kalů z komunálních čistíren odpadních vod do procesu kompostování, což podle mínění odborníků na kompostování bude znamenat katastrofu pro kompostování. Tento negativní názor zastávají zejména holandští zástupci, ale také němečtí a další odborníci na kompostování. Písemná reakce na tuto zprávu zaplnila téměř 22 stránek podepsaných odbornými asociacemi. Zastáncem návrhu je Francie. ( Marek Hrabčák - informuje o diskusích k předložené zprávě firmy JRC-IPTS). Průmyslový kompost dle požadavků normy ČSN :1996 Průmyslové komposty, musí být hnědá, šedohnědá až černá homogenní hmota drobtovité až hrudkovité struktury bez nerozpojitelných částic. Nesmí vykazovat pachy, svědčící o přítomnosti nežádoucích látek. Poměr C:N optimalizujeme při sestavování surovinové skladby na 30-35:1, pro komerční průmyslový kompost je povolen max. poměr C:N 30:1. Do kompostů, pokud mají uvedeny do oběhu jako hnojiva určená pro použití na zemědělském půdním fondu (registrované komposty) podle zákona č. zákonu č. 156/1998 Sb., o hnojivech nesmí být použity suroviny, které po skončení fermentačního procesu budou mít charakter cizorodých látek, které by mohly bránit registraci kompostu. V tomto smyslu je nutné se při vytváření zakládky kompostu řídit požadavky uvedeného zákona, který vyžaduje, aby výrobní postup odpovídal pravidlům správné výrobní praxe. Správná výrobní praxe je v ČR konkretizována do ustanovení normy ČSN :1996 Průmyslové komposty. Vzhledem ke skutečnosti, že uvedená norma není právně závazná, je přistoupení k jejím požadavkům dobrovolnou aktivitou provozovatele kompostárny. Vztah přítomnosti rizikových prvků k požadavkům na vstupy a výstupy u kompostáren, je ve smylu v předchozím odstavci popsaných skutečností uveden v tabulce č.5. Tabulka č. 5: Sledované látky a jejich nejvyšší přípustné množství Sledované látky Nejvyšší přípustné množství sledované látky v sušině [mg/kg] vstup do zakládky v expedovaném kompostu 12 SKO (podsítné) [mm] Sídlištní zástavba Smíšená zástava Venkovská zástavba < < < Arsen ,71 4,00 8,38 4,68 39,88 17,43 Kadmium ,15 0,82 3,25 1,64 1,27 0,95 Chrom ,6 58,7 66,7 55,8 202,0 135,6 Měď ,9 149,6 358,2 714,3 212,1 218,6 Rtuť 10 1,0 0,4 0,23 0,33 0,16 0,46 0,32 Nikl ,7 31,3 61,7 49,6 102,8 70,6 Olovo ,7 77,0 100,9 22,8 299,9 30,5 Zinek Molybden Zdroj: ČSN :1996 Průmyslové komposty a VaV SP/2f1/132/08 Organická hmota BRO představuje pestrý sortiment látek různě odolný mikrobiologickému rozkladu. Odpady s vysokým poměrem přítomnosti uhlíku a dusíku (C:N) se rozkládají pomalu (stromová kůra, piliny, papírenské odpady, sláma pazdeří, papír). Tyto odpady by měly vytvořit směs s odpady s nízkým poměrem C:N (kejda, chlévská mrva, fekálie) doplňujícím výstupy z úpravy SKO. Při

16 sestavování surovinové skladby zakládky je nutné poměr C:N stanovit s využitím stechiometrických výpočtů. Propočet surovinové skladby vychází ze stanovení těchto prvků u jednotlivých surovin, z vlhkosti surovin a z předpokládaných hmotnostních ztrát při vlastní fermentaci. Při optimalizaci surovinové skladby je nutno ještě přihlížet k tomu, aby kompostová zakládka obsahovala i minimální obsah fosforu pro aerobní mikroorganismy metabolizující organickou hmotu. Významným vstupem do zakládky kompostu je voda nutná při optimalizaci surovinové skladby k zajištění vlhkosti čerstvého kompostu. Vlhkost zakládky významně ovlivňuje kvalitu kompostu. Optimální vlhkost je taková, při níž je 70 % pórovitosti čerstvého kompostu zaplněno vodou. 2.2 Investiční a provozní náklady kompostáren na zpracování biologicky rozložitelných odpadů Následující část zprávy byla zpracována na základě informací získaných v rámci komunikace se SFŽP. Jednotlivé podporované projekty nebyly k dispozici a nebyly tudíž ani posuzovány. Informace byly poskytnuty jako aglomerované. V rámci OPŽP byla podpořena realizace cca 600 kompostáren, včetně komunitních. Některé byly již dokončeny, jiné se se dokončují. Podpora se týkala kompostáren až do kapacity t/rok kompostu. Přehled podpořených projektů byl podkladem pro výše uvedený text. Předmětem podpory bylo technické dovybavení stávajících kompostáren, nebo kompostovacích ploch, dále zcela nové technické vybavení existujících kompostáren a na začátku plánovacího období byla podpořena výstavba kompletních kompostáren (předmětem podpory byly i náklady na stavební práce). Výši investičních nákladů ovlivňuje: použitá technologie (bioreaktorové a různé zastřešené systémy jsou nákladnější než klasické kompostování na zakládkách), míra vodohospodářského zabezpečení (v rozmezí Kč/ m 2 výrobní plochy kompostárny), kapacita zařízení (jednotkové investiční náklady klesají se zvyšováním kapacity), organizační zabezpečení provozu (kompostárny obsluhované službami mobilních linek nebo stroj z půjčoven vykazují nižší investiční náklady), způsob pořízení (kompostárny budované rekonstrukcí neužívaných vodohospodářsky zabezpečených staveb mají nižší investiční náklady než kompostárny nově budované), lokalizace (kompostárny budované u skládek odpadů, sběrných dvorů a v areálech zemědělských a zahradnických provozů mají nižší náklady než kompostárny izolovaně budované). Stavební investiční náklady na kompostárnu o kapacitě t/rok představují cca 15 mil. Kč. Strojní investiční náklady na kompostárnu o kapacitě t/rok za předpokladu že je kompostárna kompletně vybavena technikou (nakladač, drtič, překopávač, rotační síto) činí cca 8 mil. Kč. Strojní investiční náklady na kompostárnu o kapacitě t/rok obsluhované mobilní linkou poskytující služebnost představují cca 1,8 mil. Kč. Investiční náklady mobilní kompostovací linky pro obsluhu cca 6 kompostáren představují (včetně tahače a podvalníku) cca 11 mil. Kč. Jednotkové investiční náklady na kompostárně o kapacitě t/rok vybavené vlastní technikou činí 67 Kč/t zpracovaného BRO. Jednotkové investiční náklady na kompostárně obsluhované mobilní linkou se započtením 1/6 pořizovacích nákladů mobilní linky činí 29 Kč/t zpracovaného BRO. Jednotkové investiční náklady malých kompostáren jsou podstatně vyšší. Například: - kompostárna o kapacitě 600 t BRO/ rok vyžaduje stavební investiční náklady cca 3,3 mil. Kč a za předpokladu, že je vybavena vlastní mechanizací jsou strojní investiční náklady cca 1 mil. Kč. Jednotkové investiční náklady této kompostárny jsou 330 Kč/t zpracovaného BRO. 13

17 - způsobilé náklady na technické vybavení kompostáren o kapacitě tun se pohybují v rozsahu 5-7 mil. Kč, což je cca 3-5 tis. Kč na tunu kompostu. Úplné provozní náklady většiny kompostáren v ČR jsou v rozmezí Kč/t zpracovaného BRO. Výnosy z prodeje kompostu představují Kč/t zpracovaného BRO. Cena za zpracování BRO činí cca 2/3 provozních nákladů kompostárny a po odečtení výnosu z prodeje kompostu činí Kč/t. Dle studie Biologicky rozložitelné odpady a kompostování/. Zemánek, P. et al 2010/ závisí měrné náklady na 1 tunu vyrobeného kompostu na množství faktorů jako kupříkladu použité technologii, průměrné přepravní vzdálenosti výrobních vstupů a v neposlední řadě velikosti kompostárny. Výše měrných nákladů se tedy může významněji lišit. Výši plných nákladů na výrobu kompostu je do jisté míry možné verifikovat v podobě tržní ceny, která by měla v případě, že investiční náklady plně odrážejí i požadovanou výnosnost vlastního kapitálu a popřípadě cizího kapitálu, být plně srovnatelná. V roce 2013 se pak průměrná maloobchodní cena, a to jak se zahrnutím volně loženého kompostu, tak baleného (pytlovaného) kompostu, pohybovala na úrovni Kč/t. Cena kompostu po ukončení kompostování, ale před konečným vytříděním nežádoucích nezkompostovaných nebo nebiodegradabilních příměsí z produktu, pak kopírovala cenu za ornici na úrovni 200 Kč/t. V tomto ohledu je tedy možné říci, že horní hranice plných nákladů je indikována tržní cenou kompostu na úrovni 500 Kč/t. 14

18 3. Bioplynové stanice 3.1 Anaerobní digesce Zpracování v BPS Bioplynová stanice (BPS) je technologické zařízení využívající procesu anaerobní digesce ke zpracování BRO. Základní rozdělení BPS: Zemědělské BPS. Komunální BPS. BPS pro ČOV. Nejrozšířenější BPS jsou zemědělského typu. Tyto stanice slouží k vysoce ekologickému a účinnému zpracování exkrementů hospodářských zvířat a produkci elektřiny a tepla z obnovitelných zdrojů energie. Vstupní biomasa, zpravidla kukuřičná a travní siláž a kejda skotu, je v bioreaktoru, tj. ve fermentoru zpracovávána anaerobní digescí. Meziprodukt - bioplyn je použitý k pohonu kogenerační jednotky. Výstupem je elektrická energie, která je dodávána do distribuční sítě, teplo, které využívá investor ke krytí svých potřeb nebo je dodává dalším spotřebitelům a zfermentovaná hmota (digestát) používaná jako organické, velmi hodnotné hnojivo. Hlavními částmi bioplynové stanice jsou: jeden či několik fermentorů a dofermentorů s integrovanými zásobníky bioplynu, výrobna elektrické energie (strojovna s kogeneračními jednotkami) a skladovací jímka koncového produktu (Obrázek č. 3). Obrázek č. 3: Schéma bioplynové stanice mokrého typu Zdroj: agrikomp Bohemia s.r.o. Anaerobní digesce (Obrázek č. 4) je biologický proces, při kterém dochází k rozkladu organické hmoty za nepřístupu vzduchu. Při tomto procesu kultury mikroorganismů v několika stupních postupně rozkládají organickou hmotu. Produkty vytvořené jednou skupinou mikroorganismů se stává substrátem pro další skupinu. Tento proces můžeme rozdělit do čtyř hlavních fází: 1. Hydrolýza 2. Acidogeneze 3. Acetogeneze 15

19 4. Methanogeneze Obrázek č. 4: Čtyřfázový model anaerobní konverze (podle Nordberga) Zdroj: agrikomp Bohemia s.r.o. Koncovým produktem anaerobní digesce je digestát (sušina TS cca 10 %), který lze rozdělit za použití separátoru na kapalnou frakci - fugát (sušina TS cca 6 %) a pevnou frakci - separát (sušina TS cca 25 %). Využití pevné složky digestátu (separátu) jako příprava pěstebních substrátů hnojivo, palivové pelety, podestýlka pro dobytek. Využití koncového produktu (digestátu) musí splňovat požadavky dle platné legislativy: Zákon č. 185/2001 Sb. o odpadech Věnuje se předcházení vzniku odpadů a nakládání s nimi při dodržování ochrany životního prostředí, ochrany zdraví člověka a trvale udržitelných rozvojů. 1-4 Definice pojmu odpad 5-9a Zařazování odpadu a jejich hodnocení Povinnosti při nakládání s odpady 33a Definice vztahující se k BRO 33b Povinnosti pro biologické zpracování biologicky rozložitelných odpadů Evidence a ohlašování odpadů Plány odpadového hospodářství Ekonomické nástroje a přeshraniční přeprava odpadů Sankce 71-81a Výkon veřejné správy Vyhláška č. 383/2001 Sb., o podrobnostech nakládání s odpady Vyhláška č. 321/2014 Sb., o rozsahu a způsobu zajištění odděleného soustřeďování složek komunálních odpadů Přímo závazné předpisy EU Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 1069/2009 ze dne 21. října 2009 o hygienických pravidlech pro vedlejší produkty živočišného původu a získané produkty, které nejsou určeny k lidské spotřebě, a o zrušení nařízení (ES) č. 1774/2002 (nařízení o vedlejších produktech živočišného původu), v platném znění. 16

20 Aplikace na půdu jako hnojivo: Vyhláška č. 341/2008 Sb. o podrobnostech nakládání s biologicky rozložitelnými odpady Zákon 156/1998 Sb., zákon o hnojivech, pomocných půdních látkách, pomocných rostlinných přípravcích a substrátech a o agrochemickém zkoušení zemědělských půd (zákon o hnojivech) Vyhláška č. 474/2000 Sb., o stanovení požadavků na hnojiva Vyhláška 377/2013 Sb., o skladování a způsobu používání hnojiv ČSN :1996 Průmyslové kompost Podestýlka pro hospodářská zvířata: Metodika k nařízení vlády č. 74/2015 Sb. Alternativní palivo (brikety, pelety): Zákon 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší Zákon 76/2002 Sb., o integrované prevenci Meziproduktem anaerobní digesce je bioplyn, který je hlavním zájmovým produktem provozovatelů bioplynové stanice. Využití bioplynu je realizováno v kogeneračních jednotkách a získává se elektrická energie a teplo. Touto přidanou energetickou hodnotou se výrazně odlišuje od technologie kompostování. Anaerobní fermentace může probíhat dvěma cestami tzv. mokrou a suchou digescí (Tabulka č. 6). Tabulka č. 6: Porovnání mokré a suché anaerobní digesce Suchá digesce Vsázkový proces Zpracování tuhých odpadů Nízké energetické využití odpadů Neovladatelný fermentační proces Problémy se zápachem Nekvalitně zfermentovaný koncový produkt Výstup Aplikace na půdu Mokrá digesce Kontinuální proces Zpracování tuhých i kapalných odpadů Vysoké energetické využití odpadů Ovladatelný fermentační proces Nezapáchá Kvalitně zfermentovaný koncový produkt Výstup Aplikace na půdu Podestýlka Spalování El. energie Teplo Zdroj: agrikomp Bohemia s.r.o. Dalším typem bioplynové stanice jsou tzv. komunální. Tato BPS se liší oproti zemědělské, dovybavením o zařízení na příjem, uskladnění, třídění a hygienizaci vstupních materiálů. Posledním typem BPS jsou bioplynové stanice při ČOV. Tyto BPS však podléhají přísnějším legislativním pravidlům (zavedení systému HACCP kritické body teplota a čas, dovybavení stanice hygienizační linkou), proto nejsou v ČR tak hojně rozšířeny jako zemědělský typ. 17

21 3.2 Vyhodnocení kvalitativních parametrů BRO BRO představují široké spektrum materiálů s velmi odlišnými vlastnostmi. Rovněž i jednotlivé zpracovatelské technologie jsou rozdílné a vhodné jen na zpracování vybraných druhů BRO. Vhodnost surovin pro jednotlivé technologie se určuje různými kritérii. V současné době je možno rozdělit BRO podle způsobu vzniku na tři skupiny: Průmyslové BRO. Zemědělské BRO. Komunální BRO (neboli BRKO). Pro kvalitativní využití těchto odpadů jsou důležité především obsah živin, struktura, vlhkost a obsah sledovaných rizikových látek. V BRO mohou být přítomné organické cizorodé látky a toxické látky. Z organických cizorodých látek jde především o rezidua pesticidů, ropné uhlovodíky, chlorované a aromatické uhlovodíky, komponenty dehtu a polychlorované bifenyly. Mezi toxické prvky mohou patřit i látky potřebné pro výživu rostlin, zvířat a lidí. Dále se v BRO mohou nacházet i zbytky z léčiv. Koncentrace těchto uvedených příměsí však nesmí překročit maximální koncentrace dle platné legislativy a také nesmí negativně ovlivnit procesy zpracování BRO v jednotlivých technologických zařízeních. BRO by neměly obsahovat nerozložitelné příměsi Vstupní odpady (suroviny) vhodné pro anaerobní digesci Pro anaerobní digesci je vhodný každý organický materiál s např.: cíleně pěstovaná biomasa, kukuřičná siláž, senáž, GPS: vysokým obsahem organických látek nejméně 60 %, celkovou sušinou menší než 50 % - optimálně 5 40 %, nízkým obsahem ligninu a celulózy, co nejmenší velikostí vstupních částic, vyváženým poměrem C:N = : 1, ph = 6,5 8,0, stopovými prvky optimální množství je uvedeno viz Tabulka č. 7. Tabulka č. 7: Optimální množství stopových prvků Stopové prvky mg/l Zdroj: Vyhláška č. 341/2008 Sb. Fe 1 10 Ni 0,005 0,5 Co 0,003 0,06 Mo 0,005 0,05 Při anaerobní fermentaci je potřeba zabránit přístupu (vstupů)substrátů působících jako inhibitory: kyslík (odpady oxidující), velké množství N-látek, amoniak, nízké ph, baktericidní léčiva, cizorodé prvky, plísně aj Vstupní odpady (suroviny) vhodné pro aerobní digesci Pro aerobní digesci je vhodný každý organický materiál s: nízkým obsahem ligninu a celulózy optimální velikostí vstupních částic, ph = 4,0 8,0. Pro aerobní digesci je spektrum vhodných vstupních surovin mnohem širší. Pro jejich výběr nejsou tak přísná kvalitativní kritéria jako pro anaerobní digesci. Parametry vstupních surovin jsou dále popsány v kapitole

22 3.2.3 Kvalitativní parametry vstupních odpadů (surovin) Nejdůležitější parametry pro vstupní suroviny jsou celková sušina materiálu, zastoupení organické složky a je nutno znát informace o původu vstupů (rostlinný, živočišný, z průmyslu atp.) a v závislosti na původu také předpokládat obsah nežádoucích látek (chemikálie, léčiva, dezinfekční prostředky apod.). Pro bioplynové stanice jsou vhodné vstupy, které během fermentace ze svých molekul neuvolňují sulfan - H 2 S a amoniak NH 3. Tyto plyny jsou velmi nežádoucí z hlediska negativního působení na technologická zařízení, zvláště pak pro kogenerační jednotky. Sulfan reaguje se zbytkovou vlhkostí v bioplynu a způsobuje tak nevratnou korozi jednotlivých komponent. Amoniak pak negativně ovlivňuje olej v kogenerační jednotce, zkracuje jeho řetězce a snižuje tak jeho mazací schopnost. Abychom předešli vzniku těchto dvou nežádoucích plynů, je třeba mít co nejvíce informací o složení vstupů, a to zda obsahují velké množství bílkovin, tuků a jednoduchých sacharidů. Podle toho lze teoreticky určit, zda bude produkce sulfanu a amoniaku nízká, střední anebo naopak velmi vysoká (Tabulka č. 8). Samotné měření obsahu celkové síry anebo celkového dusíku ve vstupujících odpadech před nadávkováním do fermentoru se v praxi nevyužívá. Oba dva prvky se ve vstupech nacházejí v různých chemických sloučeninách (sírany SO 4 2-, siřičitany SO 3 2-, sulfidy S 2-, dusičnany NO 3-, dusitany NO 2-, amoniakální dusík NH 4+ a další) a nelze určit, že právě všechna síra a dusík se přemění do formy plynu sulfan a amoniak a uvolní se do bioplynu. Proto nelze určit nějaké rozmezí obsahu síry a dusíku ve vstupní surovině a podle toho hodnotit, zda se jedná o surovinu vhodnou nebo nevhodnou pro bioplynovou stanici. 19

23 Tabulka č. 8: Vybraná katalogová čísla BRO a BRKO Kat.č. Název Z-BPS Z-BPS + hygien. O-BPS Suchá ferment. Poznámka Riziko uvolnění H 2S 2 Odpady z prvovýroby v zemědělství, zahradnictví, myslivosti, rybářství a z výroby a zpracování potravin Odpady ze zemědělství, zahradnictví, lesnictví, myslivosti, rybářství Kaly z praní a z čistění ano ano ano ne Drobné příměsi zeminy, organické zbytky Nízký Odpad rostlinných pletiv, např.: posekaná tráva, nemořené osiva ano ano ano ano Mladá posečená tráva, řezanka o velikosti 4 cm, nízký obsah ligninu. Důležitá čerstvost. Nemořené osivo je vhodné dezintegrovat Nízký Zvířecí trus, moč a hnůj včetně znečistěné slámy, kapalné odpady, soustřeďované oddělené a zpracovávané mimo místo vzniku ne ano ano ne Odpad uskladněný v řádně označených a uzavřených nádobách, velikost částic do 12 mm, hygienizace, homogenizace Střední Odpady z výroby a zpracování masa, ryb a jiných potravin živočišného původu Kaly z praní a z čistění ano ano ano ne Není potřeba hygienizace a homogenizace. Vysoká vlhkost %, organické látky v sušině 27-45% a významný obsah tuků. Při nesprávné manipulaci mohou obsahovat dezinfekční látky. Střední Suroviny nevhodné ke spotřebě nebo zpracování, např.: zkažené nebo záruční lhůtou prošlé potraviny živ. původu, kousky rohů, srst a peří Kaly z čištění odpadních vod v místě jejich vzniku ne ano ano ne Odpad uskladněný v řádně označených a uzavřených nádobách, odstranění obalů, kovových částic, separace, velikost částic do 12 mm, hygienizace, homogenizace Střední ne ano ano ne Střední Odpady z výroby a ze zpracování ovoce, zeleniny, obilovin, jedlých olejů, kakaa, kávy a tabáku, odpady z konzervárenského a tabákového průmyslu, z výroby droždí a kvasničného extraktu, z přípravy a kvašení melasy Kaly z praní, čistění, loupání, odstřeďování a separace ano ano ano ne Není potřeba hygienizace, obsah příměsí - slupky, kořínky, hlíny; Např.: Zpracování řepy - silné znečistění zeminou, kameny, nutné důkladné mytí, drcení. Výroba alkoholických nápojů - výpalky. Obsah škodlivin a těžkých kovů minimální, problém s uskladněním - tvorba plísní. Výroba škrobu - bramborové zbytky (např. slupky), materiál je bohatý na škrob a organickou sušinu. Střední Suroviny nevhodné ke spotřebě nebo zpracování, např.: spadané ovoce, odpady ze zeleniny a ovoce ano ano ano ano Vysoký podíl cukrů. Nutná separace - separátor kovů a těžkých materiálů - kamínky, dřevo, dezintegrace Střední Kaly z čistění odpadních vod v místě jejich vzniku ano ano ano ne Nekontaminované kaly, není potřeba hygienizace, s obsahem rozložitelné organický hmoty. Nízký Odpady z výroby cukru 20

24 Zemina z čistění a praní řepy ne ne ne ano Kaly z čistění odpadních vod v místě jejich vzniku, např.: nekontaminované kaly a zbytky z filtračních lisů, odpadní vody z procesů potravinářského průmyslu, výroby pochutin a krmiv ano ano ano ne Odpady z mlékárenského průmyslu Suroviny nevhodné ke spotřebě nebo zpracování Kaly z čistění odpadních vod v místě jejich vzniku ano podmí něně ano ano ne ano ano ano ne Odpady z pekáren a výroby cukrovinek Suroviny nevhodné ke spotřebě nebo zpracování, např.: ztvrdlé a jinak prošlé pečivo Kaly z čistění odpadních vod v místě jejich vzniku ano ano ano ne ano ano ano ne Při suché fermentaci zbytky zeminy není problém, nemá vliv na míchání ve fermentačním boxu. Hygienizace není nutná Nekontaminované kaly, není potřeba hygienizace, značný podíl organické rozložitelné hmoty Mléko, syrovátka, sýry nemusejí projít hygienizací, když prošli v místě vzniku paterací, v opačném případě je nutná hygienizace. Uchovány v řádně označených a uzavřených nádobách, dezintegrace, homogenizace, neodkladné zpracování. Mléko může obsahovat stopy veterinárních léčiv a dezinfekčních látek. Nekontaminované kaly, není potřeba hygienizace, se značným obsahem rozložitelné organické hmoty. Potraviny neživočišného původu jako např. pečivo, těstoviny, cukrárenské výrobky; není nutná hygienizace; nutné třídění, dezintegrace. Nekontaminované kaly, není potřeba hygienizace, se značným obsahem rozložitelné organické hmoty. Nízký Vysoký Vysoký Střední Nízký Nízký Odpady z výroby alkoholických a nealkoholických nápojů s výjimkou kávy, čaje a kakaa Odpad z praní, čistění a mechanického zpracování surovin, např.: pivovarské mláto ano ano ano ne Odpad z destilace lihovin ano ano ano ne Suroviny nevhodné ke spotřebě nebo zpracování ano ano ano ano Není potřeba hygienizace, snadné znehodnocení materiálu, nežádoucí příměsi - soli, dezinfekční prostředky. Není potřeba hygienizace, snadné znehodnocení materiálu při skladování, nežádoucí příměsi - soli, dezinfekční prostředky. Výpalky vznikají jako vedlejší produkt při výrobě alkoholu z obilí, brambor nebo ovoce. Zvláštní požadavky na hygienické opatřeni nejsou stanoveny. Obsah organické sušiny 85-95%, cizí látky a příměsi se neočekávají nebo už byly odstraněny před získáváním alkoholu 3 Odpady ze zpracování dřeva a výroby desek a nábytku, celulózy, papíru a lepenky Střední Vysoký Vysoký Odpady ze zpracování dřeva a výroby desek a nábytku Odpadní kůra a dřevo ne ne ne ano Není nutná hygienizace. Suroviny jsou tříděné, ale mohou obsahovat kůru, nutná dezintegrace, odloučení kovových částic, pomalejší rozklad Nízký 4 Odpady z kožedělnického, kožešnického a textilního průmyslu Odpady z kožedělného a kožešnického průmyslu 21

25 Odpadní klihovka a štípenka ne ano ano ano Např.: nevyčištěné odpady z kůží, kožek a usní, klihovka (souvislé odřezky surové kůže nebo podkožní vazivo). Vysoký obsah bílkovin a tuků, obsah rozkladných konzervačních chemikálií síry a vápníku. Materiál musí projít hygienizací (částice 12 mm a po dobu jedné hodiny vystaven 70 C. Vysoký Odpady z textilního průmyslu s výjimkou textilií ze syntetických vláken Organické hmoty z přírodních produktů, např.: tuk a vosk ano ano ano ne Vysoký obsah tuků Vysoký 15 Odpadní obaly, absorpční činidla, čistící tkaniny, filtrační materiály a ochranné oděvy a jinak neurčené Obaly včetně odděleného sbíraného komunálního obalového materiálu Papírové a lepenkové obaly ne ne ne ano Není nutná hygienizace. Nutné třídění, dezintegrace, homogenizace - rozvláknění 19 Odpady ze zařízení na zpracování odpadu, z ČOV pro čistění těchto vod mimo místo jejich vzniku a z výroby vody pro spotřebu lidí a vody pro průmyslové účely Kompost nevyhovující jakosti ano ano ano ne Odpady z čistíren odpadních vod jinde neuvedené Stabilizovaná organická hmota, zhomogenizovaná a prošla hygienizací, vysoký obsah organické hmoty Kaly z čistění odpadních vod ano ano ano ne Nekontaminované kaly, není potřeba hygienizace. Střední Směs jedlých tuků a olejů z odlučovače tuků obsahující pouze jedlé oleje a jedlé tuky ne ano ano ne Vysoký obsah tuků, potřeba hygienizace, nízké nároky na homogenizaci. 20 Komunální odpady z domácností a podobné živnostenské, průmyslové odpady a odpady z úřadů, včetně složek z odděleného sběru Složky z odděleného sběru kromě odpadů uvedených v podskupině Nízký Nízký Vysoký BRO z kuchyní a stravoven ano podmí něně ano ano ne Jedlý olej a tuk ne ano ano ne Odpady ze zahrad a parků včetně hřbitovního odpadu BRO např.: posekaná tráva, seno, listí, odpady ze zeleniny ano ano ano ano Vysoký obsah organických látek, hygienizace není nutná při rostlinném původu, při živočišném původu nutná hygienizace, vysoké nároky na skladování, třídění, separace kovových předmětů, dezintegrace a homogenizaci. Vysoký obsah tuků, sacharidů a bílkoviny. Musí projít hygienizací, pokud je živočišného původu. Nižší nároky na homogenizaci. Silně heterogenní materiál, kvalita a přítomnost nežádoucích příměsí závisí na kázni občanů (plasty, dřevo, trávní hmota; Nutné třídění, dezintegrace - technologicky náročné. Vysoký obsah organických látek, optimální poměr C:N = 12-60:1. Vysoký Vysoký Nízký Ostatní KO 22

26 Odpad z tržišť např.: květiny, ovoce, zelenina Kal ze septiků a žump Ano Ne Ano Ano Ano Ano Ano Ano Není nutná hygienizace, vysoké nároky na třídění (odstranění obalů, kovové příměsi), dezintegrace, homogenizace. Velice rizikový materiál, přeprava kalu vozidly s povolením k přepravě nebezpečných odpadů. Kaly musí projít hygienizací a kontrolou na mikroorganizmy. Vysoký obsah amoniaku, bílkovin. Vysoký Zdroj: agrikomp Bohemia s.r.o. 23

27 3.2.4 Popis vybraných vstupujících odpadů (surovin) Biologicky rozložitelný odpad Například: posečená tráva, listí, spadané ovoce, odpady ze zeleniny: Výhody: Nevýhody: Technologie zpracování: vlhkost %, vysoký obsah organických látek 85 %, obsah dusíku 1 3,2 %, obsah fosforu 0,4 0,9 %, poměr C:N = : 1. sezónní odpad, přítomnost cizorodých látek, tráva ze starších porostů je odolnější vůči rozkladu (nižší vlhkost a nižší poměr C a N). vhodné do všech zpracovatelských zařízení Zdroj: agrikomp Bohemia s.r.o Gastroodpady Například: zbytky jídel, zbytky z čistění ovoce a zeleniny, zbytky vařených jídel atd. Výhody: Nevýhody: Technologie zpracování: z kvantitativního hlediska významná složka směsného komunálního odpadu, nižší nároky na úpravu před dávkování do BPS, vysoký obsah vody, sacharidů, tuků a bílkovin. odstranění cizorodých látek (např. obalové materiály, látky a předměty), nutná hygienizace, neodkladné zpracování. vhodné do bioplynové stanice Zdroj: agrikomp Bohemia s.r.o Odpad z pekáren a výroby cukrovinek Například: droždí, pečivo Výhody: Nevýhody: Technologie zpracování: vysoký obsah sacharidů, tuků a bílkovin, nižší nároky na úpravu před dávkování do bioplynové stanice. odstranění cizorodých látek (např. obalové materiály a předměty), nutná hygienizace, neodkladné zpracování. vhodné do bioplynové stanice. Zdroj: agrikomp Bohemia s.r.o Odpady z čistíren odpadních vod Například: kaly z čistění odpadních vod, směs tuků z odlučovače tuků Výhody: Nevýhody: Technologie zpracování: vlhkost %, organické látky v sušině %, homogenní, významný obsah tuků tvorba pěny a sirovodíku ve fermentoru, vysoký obsah chemických látek čistící prostředky, saponáty, vysoká koncentrace amoniaku, fosforečnanů a těžkých kovů. vhodné do bioplynové stanice Zdroj: agrikomp Bohemia s.r.o. 24

28 Odpady z mlékárenského průmyslu Například: mléko, mléčné výrobky, produkty získané z mléka, mlezivo a výrobky z mleziva Výhody: Nevýhody: Technologie zpracování: vysoký obsah vody, tuků, bílkovin a sacharidů, dusíkaté látky, ph 4,6 6,0, není potřeba hygienizace přítomnost veterinárních léčiv, pesticidů, dezinfekčních látek a prostředků. vhodné do bioplynové stanice Zdroj: agrikomp Bohemia s.r.o Odpady z výroby a zpracování masa, ryb a jiných potravin živočišného původu Například: jateční odpad, prošlé potraviny živočišného původu Výhody: Nevýhody: Technologie zpracování: vysoký podíl bílkovin, tuků a nenasycených mastných kyselin špatný poměr C:N, zápach, odstranění cizorodých látek (např. obalové materiály, předměty a nedrtitelné části velkých kostí), nutná hygienizace dle ES 1069/2009, možnost zpracovat materiály 2. a 3. kategorii, vyšší nároky na homogenizaci. vhodné do bioplynové stanice Zdroj: agrikomp Bohemia s.r.o. Vedlejší produkty živočišného původu se zařazují do specifických kategorií, které odpovídají úrovni rizika pro zdraví lidí a zvířat, které může vzniknout se zpracováním těchto produktů. Kategorie č. 1: celá těla zvířat a všechny jejich části; vedlejší produkty živočišného původu VŽP, které obsahují rezidua jiných látek a látek znečišťujících životní prostředí uvedených ve skupině B (3) přílohy I směrnice 96/26/ES, jedná se o nařízení Evropské unie, tahle směrnice je implementována do legislativy ČR prostřednictvím Nařízení 1069/2009/ES VŽP, sebrané během úpravy odpadních vod, odpad ze stravovacích zařízení v dopravě, směs materiálu s materiálem kategorie 2 a 3. Kategorie č. 2: hnůj, guáno, obsah trávicího traktu, VŽP sebrané během úpravy odpadních vod, VŽP, které obsahují rezidua povolených látek nebo kontaminantů přesahující přípustné úrovně, zvířata, která uhynula jinak než porážkou nebo usmrcením k lidské spotřebě, včetně zvířat usmrcených za účelem tlumení nákazy, plody, embrya, drůbež odumřelá ve vejci, směsi materiálu kategorie 2 ve směsi s materiálem 3. Kategorie č. 3: těla poražených zvířat a jejich části, které sice jsou vhodné k lidské spotřebě, ale z obchodních důvodů nejsou, jatečně upravená těla a jejich části pocházející ze zvířat, která byla poražena pro lidskou spotřebu (hlavy drůbeže, kůže, kožky, rohy, končetiny, prasečí štětiny, peří), krev, ulity z měkkýšů a korýšů s tkáněmi nebo masem, vejce, vedlejší produkty z líhní, vodní a suchozemští bezobratlí živočichové, kromě druhů patogenních pro člověka nebo zvířata, tuková tkáň ze zvířat, odpady ze stravovacích zařízení. Podrobný popis rozdělení různých vedlejších produktů živočišného původu je popsán v nařízení Evropského parlamentu a rady (ES) č. 1069/2009 v oddíle 4, článek [10] Složky separovaného sběru Například: Jedlý olej a tuk Výhody: Nevýhody: Technologie zpracování: vysoký obsah tuků, nízké nároky na homogenizaci obsah těžkých kovů (olova a zinku), obsah nerozpustných látek nečistoty po smažení, nízká kvalita separace, nutno hygienizovat vhodné do bioplynové stanice Zdroj: agrikomp Bohemia s.r.o. 25

29 Zemědělské odpady Například: kejda, hnůj, guáno, podestýlky Výhody: Nevýhody: Technologie zpracování: vysoce cenné inokulum, výhodný poměr C:N, vysoký obsah živin, vysoký obsah organických látek nízká sušina (kejda), přítomnost veterinárních léčiv a dezinfekcí, energeticky nevýhodný materiál vhodné do bioplynové stanice Zdroj: agrikomp Bohemia s.r.o Průmyslové odpady Například: cukrovarnické řízky, mláto, odpad z výroby MEŘA, lanolin, glycerin Výhody: Nevýhody: Technologie zpracování: relativně levný a dostupný materiál, ve vysokých koncentracích energeticky bohatý materiál, homogenní materiál, vysoký obsah organické složky snadné znehodnocení materiálu snížení energetické vydatnosti, často vysoké náklady na dopravu, obsah nežádoucích příměsí soli, dezinfekční prostředky vhodné do bioplynové stanice Zdroj: agrikomp Bohemia s.r.o. 3.3 Legislativa k zajištění kvality výstupů ze zpracování BRO Pro zajištění kvalitních výstupů ze zpracování BRO je nutno respektovat rozsáhlý soubor legislativních nařízení Evropské unie a České republiky. Jedná se zejména o: Nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 1069/2009 ze dne 21. října 2009 o hygienických pravidlech pro vedlejší produkty živočišného původu a získané produkty, které nejsou určeny k lidské spotřebě, a o zrušení nařízení (ES) č. 1774/2002 (nařízení o vedlejších produktech živočišného původu), v platném znění. Zákon č. 185/2001 Sb., o odpadech a o změně některých dalších zákonů v platném znění. Zákona č. 156/1998 Sb., o hnojivech, pomocných půdních látkách, pomocných rostlinných přípravcích a substrátech a o agrochemickém zkoušení zemědělských půd, v platném znění. Zákon č. 180/2005 Sb. o podpoře využívání obnovitelných zdrojů, v platném znění. Vyhláška č. 341/2008 Sb. o podrobnostech nakládání s biologicky rozložitelnými odpady. Vyhláška č. 131/2014 Sb., o stanovení požadavků na hnojiva, v platném znění. Dokument je zaměřen na legislativu týkající konkrétního využití výstupů ze zařízení pro zpracování BRO Využití výstupu pro aplikaci na půdu Pro použití výstupů ze zařízení pro zpracování BRO k aplikaci na půdu musí být splněny požadavky zvláštních právních předpisů (č. 474/2000 Sb., o stanovení požadavků na hnojiva), upravujících riziková množství jednotlivých těžkých kovů pro hnojiva 26

30 a. organická a statková hnojiva se sušinou nad 13 %: Tabulka č. 9: Rizikové koncentrace těžkých kovů pro hnojiva se sušinou nad 13 % mg/ kg sušiny kadmium olovo rtuť arsen chrom měď molybden nikl zinek Zdroj: Vyhláška. č. 474/2000 Sb. Poznámka: Maximální aplikační dávka 20 tun sušiny/ha v průběhu 3 let. b. organická a statková hnojiva se sušinou nejvýše 13 % Tabulka č. 10: Rizikové koncentrace těžkých kovů pro hnojiva se sušinou nejvýše 13 % mg/ kg sušiny kadmium olovo rtuť arsen chrom měď molybden nikl zinek Zdroj: Vyhláška č. 474/2000 Sb. Poznámka: Maximální aplikační dávka 10 tun sušiny.ha-1 v průběhu 3 let. Dále musí být splněny hygienické limity (Tabulka č. 11): Tabulka č. 11: Kritéria pro kontrolu účinnosti hygienizace prováděné na základě sledování indikátorových mikroorganismů Indikátorový systém Výstup Jednotky Počet zkoušených vzorků při každém výstupu Limit (nález/ktj) Salmonella spp. Rekultivační kompost/rekultivační digestát Nález v 50g 5 negativní Termotolerantní koliformní bakterie Rekultivační kompost/rekultivační digestát KTJ v 1 gramu 5 2 < < 50 Enterokoky Rekultivační kompost/rekultivační digestát KTJ v 1 gramu 5 2 < < 50 Zdroj: Vyhláška č. 341/2008 Sb. Musí být také zajištěny požadované znaky jakosti rekultivačního kompostu (Tabulka č. 12 a rekultivačního digestátu (Tabulka č. 13): Rekultivačním kompostem se rozumí stabilizovaný výstup z aerobního zpracování bioodpadů, určený pro udržení nebo zlepšeni vlastností půdy, použitelný mimo zemědělskou a lesní půdu. Tabulka č. 12: Znaky jakosti rekultivačního kompostu Znaky jakosti Jednotky Hodnota znaku jakosti Vlhkost % hm. Od zjištěné hodnoty spalitelných látek do jejího dvojnásobku, min. 40 až 65 Spalitelné látky v sušině vzorku % hm. Min. 25 Celkový dusík jako N přepočtený na vysušený vzorek % hm. Min. 0,6 Poměr C:N - Min. 20 (max. 30) 27

31 ph - 6,0 8,5 Nerozložitelné příměsi % hm. Max 2,0 Zdroj: Vyhláška č. 341/2008 Sb. Rekultivační digestát, kterým se rozumí stabilizovaný výstup z anaerobního zpracování bioodpadu, použitelný mimo zemědělskou a lesní půdu, nesmí vykazovat pachy svědčící o nedostatečné stabilitě výstupu nebo o přítomnosti nežádoucích látek v souladu s požadavky zákona č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší a o změně některých dalších zákonů (zákon o ochraně ovzduší), ve znění pozdějších předpisů a vyhlášky č. 362/2006 Sb., o způsobu stanovení koncentrace pachových látek, přípustné míry obtěžování zápachem a způsobu jejího zjišťování. Tabulka č. 13: Znaky jakosti rekultivačního digestátu Znaky jakosti Jednotky Hodnota znaku jakosti Vlhkost % hm. Max. 98,0 Celkový dusík jako N přepočtený na vysušený vzorek % hm. Min. 0,3 Zdroj: Vyhláška č. 341/2008 Sb. ph - 6,5 9,0 Aby byly zachovány kvalitativní parametry výstupů z BPS, je nutné vstupní skladbu surovin optimálně poskládat. Množství nevhodného substrátu, tedy substrátu, který obsahuje nežádoucí složky (léčiva, těžké kovy, mikrobiologická kontaminace) musí být v konečné skladbě zastoupen v mnohem nižším množství než substrát, který vyhovuje výše uvedeným požadavkům. V současné praxi, kdy je počet O-BPS v České republice velmi nízký (v rámci dokumentu bylo zjištěno 17 komunálních BPS), se rozbory na nežádoucí látky ve vstupních surovinách neprovádí. Toto se může však v budoucnosti s nárůstem komunálních BPS změnit a pak bude možné množství nežádoucích látek sledovat a kvantifikovat. Pokud nastane situace, že výstupní materiál nesplní výše uvedené požadavky, jsou nápravná opatření velmi složitá, téměř vyloučená. Pokud bude obsahovat vysoké limity těžkých kovů, výstup se stává nebezpečným odpadem a je potřeba ho odstranit dle platné legislativy. Vysoké koncentrace těžkých kovů by šlo snížit naředěním, což ale ve stávajících zpracovávaných objemech nepřipadá v úvahu. Pokud se nesplní limity na mikrobiologickou kontaminaci, lze výstup hygienizovat chemickou cestou a to skokovou změnou ph během aplikace (např. vápnění) Další využití výstupů ze zpracování BRO V současné době se digestát nejčastěji využívá jako hnojivo, což ale může být problém v případě, že nesplňuje požadavky příslušné legislativy. Možností, jak využít toto nevyhovující hnojivo, bývá jeho sušení a následně využití jako podestýlka pod hospodářská zvířata, anebo lisování do formy standardizovaného paliva (brikety, pelety) a následné energetické využití - spalování. Jako podestýlka se využívá pevná frakce výstupu z bioplynové stanice separát. V roce 2015 byla vydána metodika k nařízení vlády č. 74/2015 Sb., o poskytnutí dotací, která umožňuje chovateli podestýlat separátem. Je nutné však provést alkalizaci podestýlky tak, aby byla zabezpečena výsledná hodnota ph 8,5. Součástí této úpravy musí být zajištění likvidace hmyzu včetně larev v podestýlce povolenými registrovanými přípravky. Pro následné energetické využití výstupů spalováním je nutno respektovat legislativu týkající se ochrany ovzduší - Zákon 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší (Tabulka č. 14). 28

32 Tabulka č. 14: Hodnoty emisních limitů středních a malých zdrojů znečišťování pro tuhá paliva Druh emise Střední zdroje: Výkon 200 kw 5 MW Dle NV č. 146/2007 Mg/m 3 při 6 % O 2 Malé zdroje: Do 200kW Dle NV č. 146/2007 Mg/m 3 při 6 % O 2 Kysličník siřičitý SO Kysličníky dusíku NO x 650 Tuhé znečišťující látky TZL 250 Kysličník uhelnatý CO Zdroj: Zákon č. 201/2012 Sb. Měření emisí se povinně provádí jednou za 3 roky. Měření musí provádět akreditovaná laboratoř. Vystavený protokol musí provozovatel BPS uchovávat a musí být také předán České inspekci životního prostředí. Měření emisí není nutné provádět k danému datu vypršení předchozího měření, ale stačí v průběhu daného roku, kdy končí lhůta tří let. Pokud nastanou situace, např. změna počtu kogeneračních jednotek, je nutné provést měření emisí, i když ještě neuplynula lhůta pro povinné měření. 29

33 4. Závěr Biologicky rozložitelné odpady představují široké spektrum materiálů s velmi odlišnými vlastnosti. Rovněž i jednotlivé zpracovatelské technologie jsou rozdílné a vhodné jen na zpracování určitých druhů BRO. Základním prvkem v zajištění kvality výstupů v souladu s požadavky právních předpisů je nejen proces zpracování BRO, který by měl být průběžně monitorován a udržován v optimálních podmínkách (teplota, doba zdržení vstupního materiálu v procesu, doplňování chybějících nutrientů a jiné), ale i kvalita vstupních odpadů (surovin). Pokud však proces zpracování BRO nebude probíhat v optimálních podmínkách, tak ani sebekvalitnější vstupní materiály nezajistí kvalitní a nezávadné výstupní produkty. Klíčovým řešením dosažení vysokých kvalitativních parametrů výstupů je dodržení kvalitních doporučených vstupních surovin a dodržením předepsaných technologických parametrů (technologická kázeň). Materiálové využívání BRKO, jehož výstupem je kvalitní organické hnojivo (kompost), vytváří potenciál k udržení (resp. zvyšování) kvality půd v České republice. K naplnění tohoto potenciálu dojde tehdy, když bude organické hnojivo aplikováno do půdy a nahradí tak anorganická (resp. průmyslová) hnojiva 11. Jednou z významných možností revitalizace půdy zničené dlouhodobým používáním umělých hnojiv je v současné době doplnění biouhlíku do půdy. Velmi vhodnou surovinou pro pyrolýzní výrobu biouhlíku je např. kompost nevyhovující kvality a odvodněné pevné zbytky (separát) z bioplynových stanic. Biouhel je pomocnou půdní látkou, což je látka bez účinného množství živin, která půdu biologicky, chemicky nebo fyzikálně ovlivňuje, zlepšuje její stav nebo zvyšuje účinnost hnojiv a do oběhu musí být uváděna v souladu s příslušnými právními předpisy. Více v kapitole 2.9, odstavec Pyrolýzní zpracování. Kompost nebo produkty z něj nevyužitelné pro zapravení do půdy, kompost nevyhovující kvality (např. se zbytkovým obsahem plastů apod.), lze po úpravě využít jako obnovitelný zdroj energie (palivo) nebo na příslušné skládky odpadů. 11 Institucionální a ekonomická analýza využití bioodpadu v obcích, Jan Slavík a kol. 30

34 Seznam použitých zkratek Seznam zkratek BPS BRKO BRO Cd Co ČOV ČR ČSN ES Fe Hg HACCP ISOH Mo Ni Pb ph POH SWOT VÚRV vyhláška č. 341/2008 Sb. Bioplynová stanice Biologicky rozložitelný komunální odpad Biologicky rozložitelný odpad Kadmium Kobalt Čistička odpadních vod Česká republika Československá norma Evropská směrnice Železo Rtuť Systém analýzy rizika a stanovení kritických kontrolních bodů Informační systém odpadového hospodářství Molybden Nikl Olovo Vodíkový exponent Plán odpadového hospodářství Strengths, Weaknesses, Opportunities, Threats Výzkumný ústav rostlinné výroby vyhláška č. 341/2008 Sb., o podrobnostech nakládání s biologicky rozložitelnými odpady a o změně vyhlášky č. 294/2005 Sb., o podmínkách ukládání odpadů na skládky a jejich využívání na povrchu terénu a změně vyhlášky č. 383/2001 Sb., o podrobnostech nakládání s odpady (vyhláška o podrobnostech nakládání s biologicky rozložitelnými odpady). Vyhláška č. 474/2000 Sb. Vyhláška č. 474/2000 Sb., o stanovení požadavků na hnojiva VŽP Zákon č. 201/2012 Sb. Zn Vedlejší živočišné produkty Zákon č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší Zinek 31

35 Použité zdroje Novela zákona o odpadech a nová vyhláška nařizuje obcím třídit bioodpady ARNIKA, ( , 10:13) Produkce bioodpadů v ČR, ( , 09:57) Strategie rozvoje nakládání s odpady v obcích a městech, 10:25) Kuraš Mečislav, Odpady a jejich zpracování, vydaná 1, 2014, Vodní zdroje Ekomonitor spol. s.r.o. Chrudim, ISBN ( , 15:47) Životní prostředí, ÚZ. Ostrava ISBN Limitní hodnoty rizikových prvků v hnojivech, pomocných půdních látkách, pomocných rostlinných přípravcích, ( , 8:54) Nařízení vlády o emisních limitech a dalších podmínkách provozování spalovacích stacionárních zdrojů znečišťování ovzduší, č. 146/2007 Vyhláška o podrobnostech nakládaní s biologicky rozložitelným odpadem, Úřední věstník Evropské unie, Jan Slavík a kol., Institucionální a ekonomická analýza využití bioodpadu v obcích, ( ) projekt VaV SP/2f1/132/08 Směrnice č. 75/442/EHS, o odpadech z roku 1975 Směrnice č. 2008/98/ES, o odpadech z roku 2008 zákona č. 185/2001 Sb., o odpadech a o změně některých dalších zákonů 32

36 EY Assurance Tax Transactions Advisory About EY EY is a global leader in assurance, tax, transaction and advisory services. The insights and quality services we deliver help build trust and confidence in the capital markets and in economies the world over. We develop outstanding leaders who team to deliver on our promises to all of our stakeholders. In so doing, we play a critical role in building a better working world for our people, for our clients and for our communities. EY refers to the global organization, and may refer to one or more, of the member firms of Ernst & Young Global Limited, each of which is a separate legal entity. Ernst & Young Global Limited, a UK company limited by guarantee, does not provide services to clients. For more information about our organization, please visit ey.com Ernst & Young, s.r.o. Ernst & Young Audit, s.r.o. E & Y Valuations s.r.o. All Rights Reserved. ey.com

37 EY Assurance Tax Transactions Advisory Informace o EY EY je předním celosvětovým poskytovatelem odborných poradenských služeb v oblasti auditu, daní, transakčního a podnikového poradenství. Znalost problematiky a kvalita služeb, které poskytujeme, přispívají k posilování důvěry v kapitálové trhy i v ekonomiky celého světa. Výjimečný lidský a odborný potenciál nám umožňuje hrát významnou roli při vytváření lepšího prostředí pro naše zaměstnance, klienty i pro širší společnost. Název EY zahrnuje celosvětovou organizaci a může zahrnovat jednu či více členských firem Ernst & Young Global Limited, z nichž každá je samostatnou právnickou osobou. Ernst & Young Global Limited, britská společnost s ručením omezeným garancí, služby klientům neposkytuje. Pro podrobnější informace o naší organizaci navštivte prosím naše webové stránky ey.com Ernst & Young, s.r.o. Ernst & Young Audit, s.r.o. E & Y Valuations s.r.o. Všechna práva vyhrazena. ey.com

38 Evropská unie Spolufinancováno z Prioritní osy 8 - Technická pomoc financovaná z Fondu soudržnosti. Ministerstvo životního prostředí Státní fond životního prostředí České republiky zelená linka dotazy@sfzp.cz