Transcript Wykład 4

Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
Gospodarka odpadami komunalnymi
Janusz Sokołowski
ZTNiC PW
luty 2013r.
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
ODPADY KOMUNALNE
Stanowią odpady powstające w gospodarstwach
domowych, a także odpady nie zawierające
odpadów niebezpiecznych pochodzących od innych
wytwórców odpadów, które ze względu na swój
charakter lub skład są podobne do odpadów
powstających w gospodarstwach domowych.
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
SKŁAD ODPADÓW
w Polsce
45 mln m3 ROCZNIE
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
PODSTAWOWE ELEMENTY GOSPODARKI ODPADÓW
Prawidłowe gospodarowanie odpadami komunalnymi polega na:
 stosowaniu wszelkich możliwych form zapobiegania albo
możliwie największego ograniczenia powstawania odpadów,
 składowaniu odpadów w taki sposób, aby maksymalnie
umożliwić pozyskiwanie składników, które można zawrócić do
obiegu gospodarczego,
 gromadzenia odpadów w wydzielonym i bezpiecznym miejscu w
pobliżu miejsca ich powstawania w specjalnie do tego celu
przystosowanych pojemnikach,
 zbieraniu odpadów z miejsc ich gromadzenia do zakładu
unieszkodliwiania,
 bezpiecznym dla środowiska i pod względem sanitarnym
unieszkodliwieniu bezużytecznej masy odpadów.
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
SYSTEMATYKA METOD MECHANICZNEGO SORTOWANIA
ODPADÓW KOMUNALNYCH
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
SZKODLIWOŚĆ ODPADÓW KOMUNALNYCH DLA
ŚRODOWISKA
 substancje
organiczne
pochodzenia
naturalnego, emitują toksyczne gazy
 drobnoustroje chorobotwórcze, zagrożenie
epidemiologiczne
 odpady
niebezpieczne
(baterie,
lampy
rtęciowe, akumulatory, leki)
 tworzywa sztuczne (degeneracja terenów
składowania)
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
GROMADZENIE
 pierwszy
element
systemu
gospodarki
odpadami.
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
SCHEMAT SELEKTYWNEJ ZBIÓRKI I RECYKLINGU
ODPADÓW
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
ODZYSKIWANIE SUROWCÓW WTÓRNYCH
Głównymi zadaniami odzyskiwania surowców wtórnych z
odpadów jest oszczędność pierwotnych (zasobów
naturalnych) i zmniejszenie wpływu odpadów na
środowisko.
Obejmuje:
 ponowne użycie
(opakowanie zwrotne),
obieg
standardowych opakowań szklanych.
 odzyskiwanie (recykling) – polega na
powtórnym
przetworzeniu substancji lub materiałów w procesie
produkcyjnym w celu ponownego uzyskaniu substancji
lub materiału.
 przekształcenie (część energetyczna odzysku) – oznacza
zmianę materiału, z którego składa się dany komponent
odpadów, następującą w procesie unieszkodliwiania.
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
ODZYSKIWANIE SUROWCÓW WTÓRNYCH
Odzyskiwanie surowców wtórnych jest integralną
częścią każdego nowoczesnego systemu gospodarki
odpadami. Z uwagi zapewnienie efektywności
finansowej systemu, istotne jest znalezienie
odpowiedniego rynku zbytu surowców wtórnych.
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
UNIESZKODLIWIANIE ODPADÓW
Polega na poddaniu ich procesom przekształcenia
biologicznego, fizycznego lub chemicznego w celu
doprowadzenia ich do stanu który nie stwarza zagrożeń dla
życia ludzi i środowiska.
METODY:
1. biologiczne – recykling organiczny:
• kompostowanie
• fermentacja metanowa w komorach
2. termiczne – przekształcanie termiczne:
• spalanie
• zgazowanie
• odgazowanie (piroliza)
3. przerób na paliwo
4. obróbka w glebie i ziemii (np. biodegradacja
odpadów płynnych lub szlamów)
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
SKŁADOWANIE ODPADÓW
Składowanie odpadów na wysypiskach jest najstarszą i
do dzisiaj najbardziej rozpowszechniona metodą
unieszkodliwiania odpadów stałych.
Składowanie odpadów to sposób postępowania z
odpadami, których nie wykorzystano gospodarczo,
lub nie unieszkodliwiono w inny sposób, polega ono
na bezpiecznym deponowaniu ich w miejscu
przeznaczonym do tego celu.
Składowisko odpadów to zlokalizowany i urządzony
zgodnie
z
przepisami
obiekt
budowlany
zorganizowanego gromadzenia odpadów o znanych
właściwościach.
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
SYSTEM KOMPLEKSOWEJ GOSPODARKI ODPADAMI
KOMUNALNYMI
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
SKŁADOWISKA
Typy:
 odpadów niebezpiecznych,
 odpadów obojętnych,
 odpadów innych niż niebezpieczne i obojętne, w tym
komunalne.
Lokalizacja – musi spełniać kryteria:
 gospodarcze,
 ochrony środowiska,
 eksploatacji,
do których należą:
1. pozyskanie gruntów określonej
jakości
2. budowę geologiczną
3. warunki hydrologiczne
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
4. walory przyrodniczokrajobrazowe i
zagospodarowanie terenu
5. długość trasy dowozu odpadów
6. uciążliwość dla środowiska i
okolicznych mieszkańców
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
Składowiska odpadów obojętnych oraz
niebezpiecznych nie mogą być lokalizowane:
 w strefach zasilania głównych i użytkowych zbiorników
wód podziemnych,
 w dolinach rzek,
 w pobliżu zbiorników wód śródlądowych,
 na terenach podmokłych,
 w strefach osuwisk i zapadlisk terenu w tym powstałych w
wyniku zjawisk krasowych, oraz zagrożonych lawinami,
 na terenach o nachyleniu powyżej 10° na obszarach otulin
parku i rezerwatów przyrody,
 na obszarach lasów ochronnych,
 na obszarach bezpośredniego bądź potencjalnego
zagrożenia powodzią.
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
METODY SKŁADOWANIA ODPADÓW
 nasypowa i rowowa
– stosowana w
przypadku
składowania
nadpoziomowego na
terenach płaskich
 pozioma (podłużna ) –
stosowane w
przypadku
nieznacznego spadku
terenu
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
METODY SKŁADOWANIA ODPADÓW
 poprzeczna –
stosowana w
terenach o znacznych
różnicach wysokości,
ale łagodnych stokach
 kombinowana
(złożona) – stosowana
w terenie o znacznych
różnicach wysokości i
stromych skarpach
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
KLASYFIKACJA WYSYPISK
1. Ze względu na warunki krajobrazowe i wysokość
ukształtowania nad poziomem otaczającego terenu:
 wysokie - 12 lub więcej metrów nad poziomem
otaczającego terenu,
 średnie - od 4 do 12 metrów,
 niskie - od 2 do 4 metrów.
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
KLASYFIKACJA WYSYPISK
2. Ze względu na usytuowanie i wykorzystanie naturalnego
ukształtowania terenu:
 nadpoziomowe – wznoszą się ponad otaczający teren,
może ono osiągać od jednego do kilkudziesięciu
metrów
 podpoziomowe – są lokalizowane w starych
wyrobiskach oraz na naturalnych obniżeniach terenu
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
KLASYFIKACJA WYSYPISK
 boczne (przyskarpowe) – tworzy się w wyrobiskach
pokopalnianych o stromych, przeważnie skalistych
skarpach
 pryzmowe – maja nadziemną bryłę geometryczną o
podstawie prostokąta
 kopiaste – maja formę pagórka o nieregularnych
zboczach
 niekształtne – powstają w wyniku nieprawidłowej
eksploatacji terenu
 płasko-skarpowe i skarpowe maja formę bardzo
zróżnicowaną – wynikające z nieuporządkowanej
eksploatacji
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
PRAWIDŁOWO URZĄDZONE SKŁADOWISKO
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
ELEMENTY TECHNICZNE CHARAKTERYZUJĄCE
NOWOCZESNE WYSYPISKO
 zabezpieczenie wód gruntowych i powierzchniowych przed
wpływem składowanych odpadów,
 przechwycenie
i
oczyszczanie
wód
opadowych
infiltrujących przez odpady,
 ujęcie i zagospodarowanie gazu wytwarzającego się w
składowanych odpadach (tzw. biogazu),
 zabezpieczenie odpowiedniego ilościowo i jakościowo
sprzętu technologicznego,
 wyposażenie wysypiska w odpowiednie zaplecze
techniczno-socjalne
 prowadzenie właściwej eksploatacji obiektu
 objęcie wysypiska stałą kontrolą wpływu na
środowisko(monitoring)
 rekultywacja terenu po zakończeniu eksploatacji wysypiska
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
SCHEMAT BUDOWY SKŁADOWISKA ODPADÓW
KOMUNALNYCH
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
BUDOWA SKŁADOWISKA
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
CHARAKTERYSTYCZNE CZYNNIKI EMITOWANE PRZEZ
SKŁADOWISKO ODPADÓW KOMUNALNYCH
 gazy: metan, dwutlenek węgla, oraz nieznaczne ilości
siarkowodoru, azotu, tlenku węgla, wodoru,
węglowodorów aromatycznych,
 zanieczyszczenia mikrobiologiczne: bakterie, grzyby
(w tym także zawierające mykotoksyny),
 pyły zawierające metale ciężkie: Cd, Pb, Zn, Fe, Mn,
Ni, Cr (składowanie popiołów),
 odory: głównie organiczne związki siarki, azotu oraz
niektóre węglowodory.
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
PROCESY ZACHODZĄCE NA SKŁADOWISKU ODPADÓW
KOMUNALNYCH
Składowisko odpadów jest specyficznym bioreaktorem, w
którym pod wpływem czynników atmosferycznych (opady,
temperatura) i mikroorganizmów (bakterie, promieniowce,
grzyby, glony, pierwotniaki) odpady są rozkładane w
procesach fizycznych, chemicznych i biologicznych zarówno
w warunkach tlenowych jak i beztlenowych.
W przebiegu procesu rozkładu decydujące znaczenie ma :
 skład chemiczny odpadów,
 zawartość wody,
 dostęp tlenu,
 skład i aktywność mikroorganizmów,
 odczyn (pH),
 toksyczność dla mikroorganizmów.
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
Składniki organiczne odpadów cechują się bardzo zróżnicowaną
podatnością na biodegradację, np. Odpady pochodzenia
roślinnego i zwierzęcego oraz papier łatwo ulegają rozkładowi.
Głównymi składnikami odpadów, które ulegają degradacji
biologicznej są wielocukry 80%.
Frakcja nieorganiczna (np. metale, szkło, ceramika, żużel, popiół,
gruz), mimo że nie ulega biodegradacji, wpływa na jej przebieg.
Niektóre metale (np. Cr, Zn, Cu, Ni) detergenty, cyjanki, cyjanowodór
czy amoniak są inhibitorami metabolizmu mikroorganizmów
beztlenowych.
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
Zawartość wody jest najważniejszym czynnikiem wpływającym na
szybkość degradacji odpadów. Spełnia ona wiele funkcji w
przebiegu procesów fermentacyjnych:
 jest środkiem transportu dla enzymów i pożywek dla
bakterii,
 rozpuszcza metabolity,
 ułatwia bakteriom dostępność do substratów.
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
Po złożeniu odpadów tlen z powietrza jest zużywany przez bakterie
aerobowe i grzyby do czasu aż jego stężenie zmniejszy się do
poziomu uniemożliwiającego dalszy wzrost tych mikroorganizmów.
Proces ten trwa w zależności od sposobu składowania odpadów od
3-12 tygodni i jest związany z wyraźnym wzrostem temperatury
złoża zwłaszcza w warstwie powierzchniowej.
Mikroorganizmy biorące udział w procesach fermentacyjnych
znajdujące się w odpadach lub w glebie przylegających do
składowiska, są to głównie bakterie i grzyby.
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
Odczyn odpadów decyduje także o prawidłowym rozwoju
mikroorganizmów beztlenowych. Zmiana odczynu pH do poniżej
6 lub powyżej 8 powoduje zahamowanie ich rozmnażania.
Mikroorganizmy beztlenowe są znacznie bardziej wrażliwe na
toksyczne działanie soli niektórych metali (np. Ni, Cr, Cu) niż
organizmy uczestniczące w procesach tlenowych.
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
BIOGAZ





Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
metan: 45–60%
dwutlenek węgla: 25-35%
azot: 7-10%
tlen: < 3%
pozostałe domieszki: <1% (np. siarkowodór, amoniak, etan,
aceton, benzen)
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
GŁÓWNE CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA WYTWARZANIE
GAZU WYSYPISKOWEGO
 skład odpadów (zawartość substancji organicznych w odpadach,
ich podatność na rozkład)
 wilgotność złoża odpadów 40% - optymalna
 temperatura złoża odpadów (optymalna temp. procesu 35-38°C)
 pH
 wiek odpadów
 przepuszczalność wysypiska (tlen jest czynnikiem inhibitującym
wytwarzanie metanu)
 struktura odpadów (rozwinięcie powierzchni odpadów)
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
SPOSÓB POSTĘPOWANIA PRZY ODPAROWANIU BIOGAZU
ZE SKŁADOWISKA
1. Ze względu na sposób odprowadzania gazów ze składowiska
na odgazowanie:
 aktywne,
 bierne.
2. Ze względu na sposób postępowania z gazem na systemy:
 wentylacyjne,
 unieszkodliwiania gazu.
3. Ze względów konstrukcyjnych na systemy:
 poziome,
 pionowe,
 łączone.
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
SPOSOBY ZAGOSPODAROWANIA BIOGAZU
1. Otrzymanie energii cieplnej w wyniku:
 spalania bezpośredniego (dostarczenie gazu do sieci),
 ogrzewania wody.
2. Otrzymanie energii elektrycznej:
 z odzyskiem ciepła,
 bez odzysku ciepła.
3. Otrzymanie energii mechanicznej:
 w silnikach spalinowych,
 do napędu pojazdów.
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
MONITORING
Monitoring oddziaływania składowiska na środowisko określenie
szczegółowego zakresu monitoringu i kontroli podczas
eksploatacji obiektu jak i po jej zakończeniu do 30 lat.
Obejmuje:
 fazę przed-eksploatacyjną – do uzyskania pozwolenia na
użytkowanie składowiska odpadów,
 fazę eksploatacji – od uzyskania pozwolenia na użytkowanie
składowiska odpadów do uzyskania zgody na zamknięcie
składowiska odpadów,
 fazę poeksploatacyjną – przez 30 lat od uzyskania decyzji o
zamknięciu składowiska odpadów.
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
WŁAŚCIWOŚCI TECHNOLOGICZNE ODPADÓW
KOMUNALNYCH
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
PRZECIĘTNY SKŁAD GAZU ZE SKŁADOWISK
KOMUNALNYCH
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
SCHEMAT BEZTLENOWEGO PROCESU ROZKŁADU FRAKCJI
ORGANICZNEJ ODPADÓW KOMUNALNYCH
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
USZCZELNIENIE PODŁOŻA I SKARP
Przesłony izolacyjne podłoża i przykrycia składowisk odpadów
komunalnych wg niemieckich wymagań „TA Siedlungsabfal” z 1993r.
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
USZCZELNIENIE PODŁOŻA I SKARP
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
UJĘCIE I ODPROWADZENIE ODCIEKÓW
Konstrukcja studni gazowej z rosnącym wsadem odpadów
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
UJĘCIE I ODPROWADZENIE ODCIEKÓW
Studnia odgazowująca budowana w trakcie eksploatacji
składowiska
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.
Gospodarka odpadami
WYKŁAD 4
UJĘCIE I ODPROWADZENIE ODCIEKÓW
RURA ZEWNĘTRZNA
RURA ODGAZOWUJĄCA
OBSYPKA ŻWIROWA
PŁYTA NAZIEMNA
STUDNI
STOPA
FUNDAMENTOWA
RURA
DRENAŻOWA
ODCIEKÓW
GEOMEMBRANA
USZCZELNIENIE
MINERALNE
Przyłączenie studni gazowej do istniejącego drenażu odcieków
Magdalena Karasińska
Małgorzata Bystrzycka
Gospodarka odpadami komunalnymi.