Biohulladékok kezeléséből származó talajtermékenység-növelő anyagok minőségbiztosítási rendszere

Átírás

1 MEZŐGAZDASÁG- ÉS KÖRNYEZETTUDOMÁNYI KAR, GÖDÖLLŐ Biohulladékok kezeléséből származó talajtermékenység-növelő anyagok minőségbiztosítási rendszere Dr. Aleksza László*, Dr. Dér Sándor**, Dr. Béres András*, Gulyás Miklós* *SZIE MKK KÖTI Víz- és Hulladékgazdálkodási Tanszék **Magyar Minőségi Komposzt Társaság A környezetvédelmi mérés és mintavétel aktuális kérdései KSZGYSZ Konferencia, Budapest, május 27. Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 1

2 MEZŐGAZDASÁG- ÉS KÖRNYEZETTUDOMÁNYI KAR, GÖDÖLLŐ Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 2

3 Hulladékgazdálkodás szennyvízkezelés megújuló energiaforrások mezőgazdaság Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 3

4 Komposztok és erjesztési maradékok minőségbiztosításának alapelvei (ECN-QAS) 1 1 ECN INFO PAPER No. 01/2012 Published by European Compost Network ECN e.v. Im Dohlenbruch Bochum (GERMANY) - Editor: Dr. Stefanie Siebert Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 4

5 A komposzt minőségbiztosítási rendszerének alapvető elemei 1,2 nyersanyagok, alapanyagok minőségének vizsgálata; szennyező anyagok (pl. toxikus elemek) mennyiségének meghatározása és ellenőrzése; higiéniai előírások betartása, ellenőrzése (komposzt sterilitása); a termékkel kapcsolatos minőségi követelmények megfogalmazása és ellenőrzése (pl. tápanyagtartalom, szerves anyag tartalom, érettség); a termék és az előállítási folyamat (technológia) ellenőrzése független külső szervezet által; teljes körű belső üzemeltetési ellenőrzés (termelés, anyagmozgatás, prizma jellemzők stb.) ; védjegy ill. tanúsítvány odaítélése; a telep, az alkalmazott technológia megfelelőségének időszakos tanúsítása független külső szervezettel; termékspecifikáció a különböző felhasználási területekre vonatkozóan, felhasználási javaslatok; komposztüzem vezetők képzése. 1 Study report on End-of-waste criteria for Biodegradable waste subjected to biological treatment. Draft Final Report, July 2013, IPTS Seville, Spain 2 Aleksza L. Dér S.: Szakszerű komposztálás. Elmélet és gyakorlat. Gödöllő, Profikomp Kft. Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 5

6 KTIA_AIK_ sz. projekt fő célkitűzései a hazai komposztok és erjesztési maradékok minőségének (tápanyagtartalom, fizikai tulajdonságok, toxikus elemtartalom, fertőzőképesség stb.) teljes körű felmérése (eredet, mennyiség, minőség); a felmérés során nyert adatok alapján előrejelzés a szerves hulladékok biológiai kezelésére vonatkozóan; QAS a vizsgálandó paraméterek meghatározása; QAS vizsgálatok gyakoriságának meghatározása (pl. telepméret, technológia, felhasznált alapanyagok alapján); az adatok alapját képezhetik egy Nemzeti Komposztminőségi Monitor rendszernek (változások nyomon követése, előrejelzés); mezőgazdaságban felhasználható talajtermékenységet növelő anyagok minősítő eljárásainak, minőség besorolási rendszerének és minőségbiztosítási rendszerének tudományos megalapozása. Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 6

7 A komposzt minősítésekor lehetséges vizsgálati szempontok 1 a hasznosíthatóságra vonatkozó talajjavító tulajdonságok (pl. szervesanyag-tartalom); a hasznosíthatóságra vonatkozó, a trágyaértéket befolyásoló tulajdonságok (pl. tápanyagtartalom N, P, K); biológiai tulajdonságok (pl. érettség stabilitás, csírázóképes gyommag tartalom); általános anyagi tulajdonságok (pl. nedvességtartalom, térfogatsűrűség, szemcseméret-eloszlás, ph); a környezetvédelmi és egészségügyi szempontból lényeges higiéniai tulajdonságok (pl. kórokozók jelenléte, Salmonella, E. coli); a környezetvédelmi és egészségügyi szempontból lényeges szennyezőanyag tartalom (pl. szabad szemmel látható szennyezők, idegenanyagok üveg, fém, műanyag; toxikus szennyezők, As, Pb, Hg, Cd, Cr). 1 Study report on End-of-waste criteria for Biodegradable waste subjected to biological treatment. Draft Final Report, July 2013, IPTS Seville, Spain Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 7

8 Komposztérettség vizsgálata 1 1 Hunyadi G.: Hulladékból előállított komposztok degradációs folyamatainak nyomon követése. Doktori (Ph.D.) értekezés, Debrecen, Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 8

9 Komposztérettség vizsgálata respirációs vizsgálatok A respiráció mértéke a komposzt mikrobiológiai aktivitására jellemző mérőszám; A respirációs indexek meghatározhatók az oxigénfogyás, illetve a CO 2 - képződés alapján, különböző időtartamra vetítve, és megadható a szárazanyag- vagy a szervesanyag-tartalomra vetítve; Európában a 4 napos légzési aktivitási értéket (AT4) és a dinamikus légzésintenzitás indexet (DRI) javasolják a biohulladékok biológiai érlelése esetén vizsgálati paraméterként a komposzt stabilitás meghatározására (aerob); AT 4 légzési aktivitási érték arra az összegzett oxigénmennyiségre vonatkoztatott számérték, amely 4 nap vizsgálati idő alatt a vizsgált minta biológiailag lebontható szervesanyag-tartalmának mikrobiológiai átalakulása során felhasználásra kerül (statikus vizsgálati módszer, mg O 2 /g sz.a.); DRI dinamikus légzésintenzitás index jellemzően arra az átlagos órás oxigénmennyiségre vonatkoztatott számérték, amely a vizsgált minta intenzív bomlási fázisában a vizsgált minta biológiailag lebontható szervesanyagtartalmának mikrobiológiai átalakulása során felhasználásra kerül (dinamikus vizsgálati módszer, mg O 2 /kg szervesanyag h). Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 9

10 A respirációs vizsgálatok jelentősége a mechanikai-biológiai hulladékkezelés esetén 23/2003. (XII.29.) KvVM rendelet a biohulladék kezeléséről és a komposztálás követelményeiről stabilizált biohulladék: komposztálásra vagy anaerob biológiai lebontásra alkalmatlan biohulladék mechanikai-biológiai kezeléséből származó olyan anyag, melynél a stabilizálást követően a 4 nap utáni (AT4) légzési intenzitás érték 10 mg O 2 /g érték alá, a dinamikus légzési intenzitás érték 1000 mg O 2 /kg VS/h ((VS - Volatile Solid: illékony szilárd; az értéket a szervesanyag-hányadra vonatkoztatják, [az oxigénfogyasztás mérésére vonatkozó ASTM D szabvány (komposztstabilitás meghatározásának standard tesztmódszere) szerint].)) érték alá csökken; légzési intenzitás: a kezelt biohulladékban jelen lévő biológiailag lebomló szerves anyag oxigénfogyasztása [mg O 2 /g]. Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 10

11 Légzési intenzitási érték, mint lerakhatósági feltétel Németország AT4 < 5 mg O 2 /g sz.a. GB21 < 20 Nl/kg sz.a. Ausztria AT4 < 7 mg O 2 /g sz.a. GB21 < 20 Nl/kg sz.a. Olaszország DRI < 1000 mg O 2 /kg sz.a./h Lengyelország AT4 < 10 mg O 2 /g sz.a. Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 11

12 Vizsgálati módszerek, mintaelőkészítés, szabványok MSZ :2006. Hulladékok jellemzése. 2. rész: Mechanikailagbiológiailag előkezelt hulladékok stabilitásának paraméterei. A légzési aktivitás (AT4) meghatározásának módszere. MSZE :2004. Hulladékok jellemzése. 16. rész: Minta-előkészítés. VISSZAVONT! 4 mm! (Helyette: MSZ EN 15002:2006. Hulladékok jellemzése. Vizsgálati mintarészek készítése laboratóriumi mintából.) Verordnung über Deponien und Langzeitlager (Deponieverordnung - DepV) vom 27. April 2009., 10 mm alatti szemcseméret; ÖNORM S :2012 Evalution of waste from mechanical-biological treatment Part 4: Stability parameters Respiration activity (AT 4 ), 20 mm alatti szemcseméret; MSZE :2005. Hulladékok jellemzése. 18. rész: A nedvesség- és a szárazanyag-tartalom meghatározása. MSZE :2005. Hulladékok jellemzése. 21. rész: A ph-érték meghatározása. Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 12

13 Mechanikailag-biológiailag előkezelt hulladékminták származása vegyesen gyűjtött települési szilárd hulladék (szelektív gyűjtés is történik a hulladékgyűjtéssel érintett területen); mechanikai előkezelés (aprítás, rostálás); a dobrostán áthullott anyag (70 mm alatti szemcseméretű hulladékrész) jelentős része biológiailag bomló szerves hulladék, amely biológiai stabilizálásra kerül; biológiai stabilizálás betontámfalas érlelősilóban, a levegőztetést az érlelősiló padozatában kialakított levegőztető csatornákkal biztosítják; a levegőztetést a hulladéktestben elhelyezett hőmérőszondákkal ellátott visszacsatolásos irányítástechnikai egység vezérli; az érlelősilóban stabilizált hulladékot a kezelés során speciális szemipermeábilis membrántakaróval fedik le; a biológiai stabilizálás 10 hétig tartott (kétszer átforgatás, átrakás), a stabilizálódó anyagból a mintavételekre hetente került sor. Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 13

14 Biológiai stabilizálás Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 14

15 Vizsgált minták Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 15

16 Vizsgált minták nedvességtartalmának beállítása MSZ :2006, Deponieverordnung DepV, ÖNORM S :2012 Nutsch-szűrővel; ÖNORM S :2012: marokpróba is! Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 16

17 OxiTop Control B6M-2,5 mérőrendszer Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 17

18 AT 4 érték értelmezése Lag-fázis esetén 1 1 Bozym, M.:Analytical issues in the assessment of waste stabilisation degree after biological treatment. CHEMIK 2012, 66, 11, Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 18

19 Oxigénfogyasztás, mérési eredmények feldolgozása Oxigénfogyasztás, korrigálatlan mg O 2 l Ismétlések mg O 2 l Teljes oxigénfogyasztás, korrigált Ismétlések Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 19

20 AT 4 értékek alakulása a biológiai stabilizálás során AT 4 értékek mg O 2 g -1 sz.a /10 1/10 2/10 3/10 4/10 5/10 8/10 Hét/szemcseméret Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 20

21 AT 4 értékek alakulása a szemcseméret függvényében 30 AT ,5 25,2 20 mg O 2 /g sz.a ,4 9, /10 4/20 6/10 6/20 Hét / szemcseméret Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 21

22 Vizsgálatok folytatása mechanikailag-biológiailag kezelt hulladék stabilitásának további vizsgálata, módszerfejlesztés; komposztérettség vizsgálata 1 : OXITOP módszer vagy MSZ EN :2012. Talajjavító anyagok és tápközeg. Az aerob biológiai aktivitás meghatározása. 1. rész: Az oxigénfelvétel mértéke (OUR). MSZ EN :2012. Talajjavító anyagok és tápközeg. Az aerob biológiai aktivitás meghatározása. 2. rész: A komposzt hőtermelési vizsgálata. komposzt standard készítése, körvizsgálatok (pl. toxikus elem tartalom); a hazai komposztok és erjesztési maradékok minőségének teljes körű felmérése. 1 Study report on End-of-waste criteria for Biodegradable waste subjected to biological treatment. Draft Final Report, July 2013, IPTS Seville, Spain Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 22

23 Szent István Egyetem Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, 2100 Gödöllő, Páter Károly utca 1., 23