Témavezető: Szabó Csaba, Ph.D. Konzulens: Völgyesi Péter, doktorandusz Budapest, június 25.

Átírás

1 Müller Melinda Környezettan BSc Témavezető: Szabó Csaba, Ph.D. Konzulens: Völgyesi Péter, doktorandusz Budapest, június 25.

2 VÁZLAT Hulladékgazdálkodás A hulladékégetés általános európai jellemzése A Fővárosi Hulladékhasznosító Mű Hulladékégetői pernyék és felhasználása Hulladékégetői salakok és felhasználása Összefoglalás

3 HULLADÉKGAZDÁLKODÁS Mi a hulladék? Fel nem használt nyersanyag! Hulladékpiramis Hulladéknak minősül az az anyag (elhasznált termék, maradvány, kiválasztott szennyező anyag, szennyezett, kitermelt föld), amely az ember termelő-fogyasztó tevékenysége folyamán keletkezik és amelyet az adott műszaki, gazdasági, társadalmi feltételek mellett tulajdonosa sem felhasználni, sem értékesíteni nem tud, illetve nem kíván, és ezért kezeléséről a környezet szennyezésének a megelőzése érdekében gondoskodni kell (Környezetvédelmi Lexikon, 2002).

4 A HULLADÉKÉGETÉS ÁLTALÁNOS EURÓPAI JELLEMZÉSE I % salak és 1-2 % pernye Települési szilárd hulladék (TSZH) kezelésben az égetés aránya eltérő EU-15: 200 millió tonna TSZH/év Kiépített kapacitás 50 millió tonna TSZH/év Legnagyobb mértékű alkalmazás: - Hollandia: 76 % - Dánia: 65 % - Luxemburg: 48 % Legtöbb hulladékégető üzem: - Franciaország: 210 TSZH - Németország: 59 TSZH - Olaszország és Dánia: 32 TSZH Magyarország TSZH ~8 % Fővárosi Hulladékhasznosító Mű Babcsány et al. (2008)

5 A HULLADÉKÉGETÉS ÁLTALÁNOS EURÓPAI JELLEMZÉSE II. Technológia Jellemző alkalmazási tartomány egy berendezés egységre (tonna/nap) Mozgó rostély Fluidágy Forgódobos kemence Moduláris 1-75 Pirolízis Gázosítás Babcsány et al., 2008

6 FŐVÁROSI HULLADÉKHASZNOSÍTÓ MŰ Lerakódás a kazán falán Az égetőmű 1,2 millió fő évi t hulladékát Pernye hasznosítja Hő és áram (Káposztásmegyer) Salak ~75 cm vastag lerakódás a kazán falán Leállás és tisztítás ~75 naponta

7 HULLADÉKÉGETŐI PERNYÉK BEMUTATÁSA Hét különböző kutatás során elemzett TSZH-t égető üzemek pernyéinek átlagos oxidos összetétele m/m %-ban az egyes szerzőket számmal jelöltem (1: Alba et al. (1997), 2: Cheng es Chen (2004), 3: Pan et al. (2008), 4: Andreola et al. (2008), 5: Haiying et al (2007), 6: Gines et al. (2009), 7: Yang et al (2009)

8 HULLADÉKÉGETŐI PERNYÉK BEMUTATÁSA Ország Elem Dánia (1) USA (2) Kína (3) Ag ND 700 N/A As N/A Ba N/A Cd ,50 Co N/A Cr Cu Hg 0, Mn 0,8 1, N/A Ni ,80 Pb Se 6,1 31 0,48 16 N/A Három különböző ország (Dánia, USA, Kína) hulladékégetői pernye nehézelem tartalma mg/kg-ban megadva 1: Hjelmar, 1996; 2: Waste and Recycled Materials Use in the Transportation Industry, In National Cooperative Highway Research Programm Washington DC USA 2000; 3: Youcai,. et al. 2002; in Lam et al. 2010) Zn Sn N/A N/A Sr N/A N/A V N/A N/A

9 HULLADÉKÉGETŐI PERNYÉK BEMUTATÁSA Ország Kína (1) Olaszország (2) Spanyolország (3) D-Kína (4) Kína (5) Cl (mg/kg) A pernye Cl tartalma (mg/kg) 1: Pan, et al. (2008) 2: Andreola, et al. (2008) 3: Gines, et al. (2009) 4: Yang, et al. (2009) 5: Wu, és Ting, (2006) in. Lam et al. (2010) Füstgáztisztítás

10 HULLADÉKÉGETŐI PERNYÉK ELŐKÉSZÍTÉSE Szétválasztás Átmosás Kilúgozás Elektrokémiai elválasztás Szilárdítás/Stabilizáció (S/S) Termikus eljárások Vitrifikálás: C Szinterezés: C

11 HULLADÉKÉGETŐI PERNYÉK FELHASZNÁLÁSA Legfőbb alkotóelemek: CaO, SiO 2, Fe 2 O 3, Al 2 O 3 Portland cementtel nagyban egyező összetétel Cementipari nyersanyag felhasználás akár 50 %-ban kiváltható Taiwan Hollandia Dánia

12 HULLADÉKÉGETŐI SALAKOK BEMUTATÁSA Három különböző salak (Kína, Olaszország, Spanyolország) főelem összetétele oxidos formában m/m%-ban Pan, et al. (2008), Andreola, et. al. (2008), Gines, et. al. (2009) in. Lam et. al. (2010)

13 V N/A HULLADÉKÉGETŐI SALAKOK Ország Nehézelem BEMUTATÁSA Dánia (1) USA (2) Ag 4, As ,3 45 Ba Cd 1,4 40 0,3 61 Co < Cr Cu Hg <0,01 3 0,003 2 Mn <0,7 1, Ni Pb ,500 Se 0,6 8 ND 3,4 Zn Sn < N/A Sr N/A A TSZH salakokban jelenlévő nehézelemek mg/kg-ban megadva 1: Hjelmar O. (1996); Waste and Recycled Materials Use in the Transportation Industry (2000) The Research on the Utilization of MSWI Residues (II) (2004) in Lam et al. (2010)

14 HULLADÉKÉGETŐI SALAKOK BEMUTATÁSA Ország Kína (1) Spanyolország (2) Olaszország (3) Cl (mg/kg) Három TSZH égetőműi salak Cl tartalma 1: Pan et al. (2008) 2: Forteza, et al. (2004) 3: Andreola, et al. (2008) in Lam (2010)

15 SALAKOK ELŐKÉSZÍTÉSE Nedves kezelés Vizes vagy savas mosás - legfinomabb frakció leválasztása Termikus kezelés Plazmaíves üvegesítés C - minimális kilúgozhatóság - azonnal felhasználható Egyéb eljárás salak pihentetése, szitálása, zúzása

16 HULLADÉKÉGETŐI SALAKOK FELHASZNÁLÁSA Európában 1960-as évek óta - töltésanyagként - kötőanyag nélküli burkolatalapként cement nyersliszthez adagolás - QCF (quality control fraction) érték minimum 70 % felett - Pan és munkatársai kísérleteiben QCF érték 100 % körüli Cl tartalom 100 ppm alatti legyen - szinterezés után 36,9 ppm volt a salak hozzáadásával készült pernyés salak felhasználása - jó teherbírású töltések - ideiglenes parkolók salakban levő nagyobb szemcsék felhasználása - betonokhoz - alaprétegként - alapréteg alatti kavicságyhoz részben vagy egészben

17 ÖSSZEFOGLALÁS Megfelelő hulladékgazdálkodás Korszerű hulladékégetés Keletkezett másodnyersanyagok megfelelő és felelősségteljes kezelése Építőipari másodnyersanyagok

18 KÖSZÖNÖM A FIGYELMET! Köszönöm a támogatást! Szabó Csaba (PhD) Témavezető Völgyesi Péter Konzulens Sőregi László RHM üzemvezető Sőregi Ildikó RHM környezetvédelmi mérnök Berta Márton LRG Udvari Beatrix LRG Továbbá köszönöm az LRG valamennyi tagjának a segítségét és a családomnak a folyamatos támogatást!

19 Települési szilárd hulladék (TSZH) Ország Becsült összes keletkezett TSZH (10 6 t) Év Lerakott % (vagy mennyiség 10 6 t) Elégetett % (vagy mennyiség 10 6 t) Ausztria 1, Belgium 4, Dánia 2, Finnország 0, Francia ország 48, Németország Görögország 3, Írország 1, Olaszország 25, Luxemburg 0, Portugália 4, Spanyolország Svédország 3, Hollandia 10, Egyesült Királyság 27, EU-15 összes 196,92 Babcsány et al., (0,92) 38 (1,44)

20 Ország TSZH égetők száma Kapacitás Mt/év Ausztria 5 0,5 Belgium 17 2,4 Dánia 32 2,7 Finnország 1 0,07 Franciaország ,748 Németország 59 13,4 Görögország 0 - Írország 0 - Olaszország 32 1,71 Luxemburg 1 0,15 Portugália 3 1,2 Spanyolország 9 1,13 Svédország 30 2,5 Hollandia 11 5,3 Egyesült Királyság 17 2,97 Norvégia 11 0,65 Svájc 26 3,29 Összesen ,7 Babcsány et al., 2008

21 HULLADÉKÉGETŐI SALAKOK ÉS PERNYÉK FIZIKAI ÉS KÉMIAI TULAJDONSÁGAI A salakok legfontosabb fizikai és kémiai tulajdonságai Fizikai tulajdonságok szemcseméret eloszlás nedvességtartalom ömlesztett sűrűség nyomószilárdság permeabilitás porozitás Kémiai tulajdonságok kémiai összetétel izzítási veszteség nehéz elemek mennyisége és kimosódásuk szerves alkotók klórtartalom Átlagos főelem összetétel: Si, Ca, Al, Fe, Mg, K, Na, Cl

22 Gázosítás: szerves anyagok részleges elégése gázok szabadulnak fel, nyersanyagként vagy tüzelőanyagként hasznosíthatók számos különböző folyamat: TSZH, bizonyos veszélyes hulladék típusok, szárított szennyvíziszap Fluidágy: tűztere függőleges henger alakú kemence aljában, inert anyagból (pl. homok, hamu) álló réteg rostélyon átfújt levegőáram elégetendő hulladékot felülről vagy oldalról folyamatosan adagolják a fluidizált homokágyba. alkalmazás: a finom eloszlású hulladékok, pl. hulladékból előkezeléssel kinyert másodlagos tüzelőanyag (RDF) és szennyvíziszapok égetésére.

23 Pirolízis: gyűjtőfogalom oxigénmentes körülmények közt végzett gáztalanítás pirolízis gázok és szilárd (pirolízis-) koksz keletkezik. pirolízis gáz fűtőértéke TSZH-ból 5 és 15 MJ/m3 tüzelőanyag fűtőértéke 15 és 30 MJ/m3 lépései: - kokszosítás (svélezés): Gáz elállítása a hulladék illékony részecskéiből, C -on - pirolízis: hulladék szerves molekuláinak hőbontása C -on, melynek eredményeként gáznemű és szilárd frakció jön létre - kigázosítás: a pirolízis-kokszban maradó szén átalakítása folyamatgázzá C -on, gázosodást segít anyag (pl. levegő vagy gáz) jelenlétében égetés: a kapcsolódó technológiától függően a gázt és a pirolízis kokszot tűztérben elégetik.

24 Moduláris rendszerek: szelektív hulladék égetés kisebb létesítményekben bizonyos előkezelésben részesült hulladékok célzott elégetését végzik (TSZH, nem veszélyes ipari hulladékok, stb.) részben pirolitikus rendszer Forgódobos kemence: szinte bármilyen hulladék égethető szennyvíziszapok, kórházi hulladékok működési hőmérséklet C