60 % 40 % Tartalom. HULLADÉKFELDOLGOZÁS 7.óra. Komplex hasznosítás. Magyarországon kg/fő/év 4 4,5 millió t/év

Átírás

1 HULLADÉKFELDOLGOZÁS 7.óra Szilárd települési hulladékok kezelése -IV. Komplex hasznosítás Prof.Dr. Csőke Barnabás Miskolci Egyetem Eljárástechnikai Tanszék Tartalom 1. A szilárd települési hulladékról mégegyszer 2. A feladat:a maradékanyag kezelés és hasznosítás 3. A maradékanyag-előkészítés stablizációs technológiái (Nemzetközi tapasztalatok). 4. Szilárd települési hulladékok komplex kezelése a Vertikál Rt.-nél (Hazai tapasztalatok). - A mechanikai-biológiai technológia nagyüzemi kísérleti vizsgálata 5. Összefoglalás Szilárd települési hulladék mennyisége Háztartások Ipar, szolgáltatás 60 % 40 % Magyarországon kg/fő/év 4 4,5 millió t/év A települési szilárd hulladék jellemző összetétele napjainkban Magyarországon (%) Hulladékalkotó Papír Műanyag Textil Üveg Fém Bomló szerves Egyéb szervetlen Főváros és nagyobb városok Országos átlag USA 48 % A TELEPÜLÉSI SZILÁRD HULLADÉK HÁROM ALAPVETŐ EGYÜTT KEZELHETŐ RÉSZRE BONTHATÓ: csomagoló anyagok: % Üveg fehér barna zöld Papír nyomdai termékek karton hullámpapír Könnyű csomagoló anyagok fémek: vas és alumínium konzerves, italos és más dobozok műanyagok biohulladékok: % Biológiai úton lebontható természetes anyagok (növényi hulladék, ételmaradék, stb) mm frakció maradvány: %

2 Szilárd települési hulladék HULLADÉK SZELEKTÍV GYŰJTÉSE o lakosságtól, az intézményektől, valamint ipari és kereskedelmi vállalatoktól, vállalkozásoktól MARADÉK Szelektív gyűjtés a lakóépületnél CSOMAGOLÓ ANYAGOK ELŐSZORTÍROZÁS VÁLOGATÓMŰBEN o termékek: kvázi fajtatiszta papír-, műanyag-, fém- és üvegfrakciók BIOLÓGIAILAG LEBONTHATÓ Komposztálás vagy Biogáz-előállítás 1) Szelektív gyűjtés zsákba Lerakás Elégetés Salakelőkészítés és lerakás 2) Háznál történő mobil-konténeres gyűjtés 1,1 és 2,1 m 3 utcai gyűjtőedény Négyrekeszes utcai gyűjtőedények (konténerek) Hulladékégetők a száma Szitálás Válogatás Feladás Bálázás Anyagfeladás Szitálás Válogatás Végtermékek bálázás Ország A hulladékégetőművek száma (db) Az elégetett hulladékmennyiség (millió t/év) Az elégetett mennyiség aránya a teljes mennyiséghez (%) Japán ,0 72 USA ,6 16 Belgium 27 0,7 21 Dánia 36 1,7 65 Franciaország 88 7,6 42 Hollandia 12 2,8 40 Németroszág 49 9,3 25 Olaszország 15 2,7 16 Egyesült 34 2,8 10 Királyság Spanyolország 7 0,7 6 Svájc 48 2,3 80 Svédország 23 1,8 55 Magyarország 1 0,3 5

3 A hagyományos kezelés hátrányai (problémafelvetés) Nem csökkenti elegendő mértékben a lerakandó hulladék mennyiségét (ha nincs égetés). A hulladék egy tetemes része kezeletlenül kerül lerakásra. Az előbbiek miatt a lerakás költségei nagyok. A szelektívgyűjtés (csomagoló és biológiailag lebontható anyagokra) és kézi-gépi válogatás túlerőltetése e rendszert is gazdaságtalanná teszi. A hagyományos kezelés hátrányai (problémafelvetés) A települési szilárd maradékanyag ugyanakkor alapvetően mezőgazdasági, ill. energetikai szempontból hasznos komponensekből áll: ez egyaránt igaz biológiailag lebontható, mind pedig biológiailag nem lebontható (vagy nehezen lebontható) szerves részre. A kezeletlen települési maradék elégetése - a maradék kedvezőtlen tüzeléstechnikai tulajdonságai (alacsony fűtőérték, nagy nedvességtartalom) miatt - gazdasági szempontból előnytelen. A fentiek vezettek [66]: elsőként (kb éve) a lakossági hulladékból másodtüzelőanyag elállítására mechanikai eljárásokkal (német rövidítése BRAM = Brennstoffs aus Müll, angol rövidítése RDF: Refuse Derived Fuel), majd pedig a 90-es években a biológiailag lebontható rész nedvességtartalmának csökkentésére és jobb minőségű alternatív tüzelőanyag előállítása érdekében a szilárd települési hulladék maradékanyagának un. stabilizációs kezelésének a bevezetésre. Maradékanyag-kezelés, hasznosítás: 1. Mechanikai előkészítés 2. Mechanikai-biológiai stabilizálás 3. Fizikai stabilizálás 4. Száraz stabilizálás Vas, és nemvas fémek CO 2 Víz és örvényáramú Másodtüzelõanyag Homogenizálás és biostabilizálás Szitálás Települési hulladék maradékanyaga Szitálás és örvényáramú Biostabilizált anyag lerakóba vagy mezõgazdaság mm Vas, és nemvas fémek Mechanikaibiológiai stabilizálás Eljárástechnikai cél: egy a nagyfűtőértékű komponensek gazdag és egy abban szegény frakció (lerakható stabilát) előállítása A német előírások a lerakandó stabiláttal Fűtőérték kj/kg s száraz anyag felsőhatár TOC (total organic 18 % carbon = teljes szerves szén) Oxigén-fogyasztás M 5 mg/g száraz anyag (AT 4 ) és a tüzelőanyaggal szemben Fűtőérték Gázképződés alsóhatár Nl/gkJ/kg száraz anyag s száraz (GB 21 ) anyag Nedvességtartalom ~ % mg/l TOC eluat

4 Nyershulladék 100 % Adagolás (síkbunkerből). előszortírozás Osztályozás(szitálás) Fémleválasztás Szárítás A tüzelőanyag-frakció tisztítása Pelletezés 92 % 57 % Szárított, tisztított, pelletezett tüzelőanyag Nagyméretű zavaró anyagok nemfémes (0,05 %) fémes, főként Fe (0,1 %) Vas (7 %) és nemvas-fémek (1%) Kondenzát ( 32 %) Inert Kondenzát anyagok ( 2 (3 %) %) Mechanikai-fizikai stabilizálás tipikus technológiája, [56] Eljárástechnikai cél: a teljes széntartalom hasznosítása A mechanikai-fizikai stabilizálás előnyei: A termikus szárítással elérhető, hogy a tüzelőanyagfrakció nedvességtartalma a pelletezés által igényelt 10 % körüli értékre csökken. A szilárd települési maradékanyag széntartalma csaknem teljes egészében energetikai hasznosításra kerül. Az ásványos inert anyag kivételével a teljes anyag hasznosítása megtörténik. A mechanikai-fizikai stabilizálás hátrányai [56]: Gazdaságos eljárás csak nagy előkészítőművek esetén várható, különösen akkor, ha egyéb hulladékokat (iparból származó háztartásihoz hasonló hulladék, DSD-hulladék) is bekevernek a végtermékbe. A leválasztott inert és nagyméretű hulladék elhelyezése továbbra is gond marad. A pelletezés miatt nagy mennyiségű vizet kell eltávolítani. Gondoskodni szükséges a szárító levegő és a kondenzvíz tisztításáról. Száraz stabilizálás (SzST, német rövidítése: TSV=Trockenstabilatverfahren; angol rövidítése: DSP=Dry stabilization process) A száraz-stabilizálás fő célja: olyan tüzelőanyag előállítása, amely a nyers hulladéknál szárazabb és az inert anyagoktól, fémektől pedig a kívánt mértékben mentes az anyag. Szárazstabilátum (kissűrűségű t.) MJ/kg 54 % Termikus hasznosításra Települési hulladék maradékanyaga Biostabilizálás, -szárítás 68 % Inert anyagok leválasztása sűrűség szerint 2 % 100 % ( t/év) frakció (Fe) 4,5 % Nagysűrűségű termék Örvényáramú szepaarálás és légáramkészülék 12 % Közet,ásvány Száraz stabilizálás tipikus technológiája, [56] (SzST, német rövidítése: TSV=Trockenstabilatverfahren; angol rövidítése: DSP=Dry stabilization process) 2 % A termelés és fogyasztás hulladékai, mint nyersanyag- és energiaforrások (koncepció) Fogyasztás Visszaforgatott (háztartás) csomagolóanyagok Szelektívgyűjtés: háztartási és háztartási jellegű ipari hulladék Maradékanyag (háztartási szemét) Stabilizált biohulladék Visszanyert fémek Lerakó (Inert anyagok) Válogatómű Szelektívgyűjtés és szortírozás Maradékanyagok biostabilizálása és előkészítése Hulladék égetőmű Termék Termelés, szolgáltatás Technológiai hulladék Másodnyersanyag Másodlagos enegiahordozók Nemvasfémek Erőmű Kohó Cementgyár i á i lé ikli ljáá hiki ék ikál

5 Az üzemi kísérleti vizsgálatok fő célja 1) Eljárástechnikai jellemzők meghatározása Szemcseméret, sűrűség, porozitás Nedvességtartalom Anyagi összetétel Fűtőérték és hamutartalom Kémiai összetétel: veszélyes komponensek 2) A mechanikai-biológiai kezelés technológiájának fejlesztése, fő üzemjellemzők meghatározása Mechanikai-biológiai kísérleti stabilizálás Biostabilizálás Szitálás Másodtüzelőanyag Nedvesség, CO 2 Komposztstabilát Fe EREDMÉNYEK AZ ÜZEMI KÍSÉRLET SZERINT Háztartásokból származó települési hulladék Veszteség % Fűtőérték: 3,5 6 MJ/kg Nedvességtartalom: % Szemcseméret összetétel: szitaelemzés Biostabiliozálás kalapácsos malommal dobszita biostabilizált anyag >20 mm 100 % <20 mm Komposzt % Mintavételi helyek Fémek maradék műanyag 4 5 % durva % 1 2 % Inotára szánt termék % Fűtőérték: MJ/kg Nedvességtartalom: 8..10% A Polgárdi lerakón folyó üzemi méretű biostabilizálási kísérlet során kapott biostabilizált hulladék feldolgozása VERTIKÁL Rt.- ME Eljárástechnikai Tanszék Anyagi összetétel megállapítása Fűtőérték meghatározására szolgáló kísérleti kazán és mérőrendszere

6 Szemcseméret x, [ mm ] B I O S T A B I L I Z Á L T Tömeg eloszlás Fűtőérték MJ/kg H U L L A D É K Nedvesség tartalom Hamutartalom <50 54,09 6,33 10,59 41, ,72 12,94 6,14 25,7 >150 11,19 20,43 3,33 27,5 Σ 100,00 10,20 8,23 34,3 Σ mért 11,79 32,9 V e g y e s k e m é n y m ű a n y a g Σ mért 36,17 0 3,7 N Y E R S H U L L A D É K Fűtőérték MJ/kg Nedvességtartalom Hamutartalom Szemcseméret [mm] A leghasznosabb éghető és a kőzet+komposzt elhelyezkedése a szemcsefrakciókban 2002.július táblázat adataiból Tömeghányad Tömegarány, [%] [%] Műanyag + kő +egyéb textil + papír > ,17 7, ,59 12, ,10 9, ,20 23, ,44 42, ,13 66, ,12 80, Σ ,41 33,88 Száraz anyagra vonatkoztatott fűtőérték Fo, [MJ/kg] 21,22 13,95 7,37 Σ mért 5,79 26,86 29,8 A maradékanyag biostabilizálásával kiegészített rendszer hiányosságai Nagy mennyiségű a komposzt-stabilát, kérdéses a teljes mennyiség hasznosítása. A komposzt-stabilát mezőgazdasági hasznosítása nem megoldott. Ha az égetőműbe adom fel a komposztstabilátot is (azaz a teljes stabilátot elégetem), akkor az így kapott tüzelőanyag fűtőértéke alacsony (csak hulladékégetőműbe lehet elégetni). A maradékanyag biostabilizálásával kiegészített rendszer hiányosságai A nagyobb fűtőértékű termék (másodtüzelő-anyag) minősége a szélesebb körű hasznosítást korlátozza: még nagyobb fűtőérték ( 20 MJ/kg), kisebb szennyezőtartalom lenne kívánatos A komposzt-stabilát hasznosítása a koncepciója Folyékony és szilárd Biomassza termelés: Energia termelést szolgáló növények termesztése (fák és fűfélék) Növénytermesztése Anaerób lebontás Biogáz

7 Faipari hulladék Biomassza Műanyagok Települési hulladék maradékanyaga Alternatív tüzelőanyag-termékek előállítása keverékből Tárolás Örvényáramú Szélosztályozás Biostab Víz CO 2 Pelletezés Pellet Alternatív tüzelőanyag Inert anyag Nemvas-fém Vas Környezetvédelmi előnyök 1. A lerakandó hulladék mennyiségének és veszélyességének minimalizálása (a lerakás környezeti kockázat csökkentése) 2. Másodtüzelőanyag-gyártással a nyersanyagokkal való takarékoskodás, természetbe való bányászati beavatkozás mérséklése 3. Hozzájárul az energia célú biomassza-előállításához, amely a hazai az energiatermelés CO 2 kibocsátását mérsékli 4. Az itt nyert másodtüzelőanyag-termék garantált és szabványos (állandó) minőségével az emissziók csökkenését vonja maga után (a legkedvezőbb tüzelési feltételek az adott anyaghoz beállíthatók) Összefoglalás A szilárd települési hulladékok maradéktalan hasznosításra kell törekedni. Ehhez a szelektív gyűjtés és válogatás, valamint mechanikai előkészítés, a mechanikai biológiai stabilizálás kombinált technológiai rendszere kínál megoldást. Összefoglalás (folytatás) A települési hulladékokból származó másodtüzelőanyagot célszerű más (elsősorban ipari) hulladékokkal együtt homogenizált és brikettált másodtüzelőanyag termék formájában előállítani és hasznosítani. Fontos a megfelelő mélységű eljárástechnikai megkutatottság szükséges a termék-minőség szabályozása érdekében. KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!