Hulladékgazdálkodás oktatása, kutatási és innovációs lehetőségei. Gombkötő Imre

Átírás

1 Hulladékgazdálkodás oktatása, kutatási és innovációs lehetőségei Gombkötő Imre

2 A Hulladék az az anyag vagy energia, melyet a tulajdonosa nem tud vagy akar (gazdasági, technikai, társadalmi okokból) használni. Magyarországon a legfontosabb szabályozó: Hulladéktörvény Az Európai Unió folyamatosan alakítja a hazai szabályozást: Hulladékhierarchia:

3 Általánosan EU cél, hogy a TSZH 65% hasznosítva legyen 2030-ig; Általánosan EU cél, hogy a Csomagolási hulladék 75% hasznosítva legyen 2030-ig; Roncsautókra az EU cél a 95%-os hasznosítási arány, amelyből legalább 85% anyagában; A TSZH maximum 10% -a kerül lerakásra 2030-ig; Az elkülönítetten gyűjtött hulladékok általános lerakási tilalma; Pénzügyi, gazdasági eszközök a lerakástól való eltérítésre ; Egyszerűsített és egységesített számítási módszer a hasznosítási arány meghatározására az EU-ban; Konkrét lépések az újrahasználat népszerűsítésére és ipari szektoriális szimbiózis megteremtésére az egyik iparág melléktermékét a másik alapanyagává alakítani; A környezetbarát és könnyen hasznosítható hulladékká váló termékeket előállító gyártók előnyhöz juttatása.

4 A Hulladéktörvény 2. (1) bek. 10. pontja szerint építési-bontási hulladéknak minősül minden olyan hulladék, amely az épített környezet alakításáról és védelméről szóló évi LXXVIII. törvényben (a továbbiakban: Étv.) meghatározott építési tevékenységből származik. Az Étv. alapján építési tevékenységnek nevezzük az olyan építési-szerelési vagy bontási munka elvégzését, amelyet az építmény, építményrész, épületegyüttes megépítése, átalakítása, bővítése, felújítása, helyreállítása, korszerűsítése, karbantartása, javítása, lebontása, elmozdítása érdekében végeznek. Kitermelt talaj, Betontörmelék, Aszfalttörmelék, Fahulladék, Fémhulladék, Műanyag Hulladék, Vegyes építési és bontási hulladék, Ásványi eredetű építőanyag-hulladék A Hulladéktörvény 92. (3) bekezdése összhangban a HKI előírásával előírja, hogy december 31-ig a nem veszélyes építési-bontási hulladék a föld és a kő kivételével újrahasználatra előkészítésének, újrafeldolgozásának és egyéb, anyagában történő hasznosításának ideértve a feltöltési műveleteknél más anyagok helyettesítésére használt hulladékot együttes mértékét a képződött mennyiséghez viszonyítva tömegében országos szinten legalább 70%-ra kell növelni. A Hulladéktörvény 15. (6) bekezdése szerint a környezetvédelmi hatóság a hulladéklerakás engedélyezésekor a 92. (3) bekezdésre tekintettel meghatározza a települési hulladék lerakására szolgáló hulladéklerakón hasznosítható építési-bontási hulladék mennyiségét.

5 Az előkészítéstechnika az ásványi és biológiai eredetű primer és szekunder nyersanyagok, hulladékok feldolgozásával foglalkozik: Innovatív módon, a méteres méretektől a nano - méretekig; a nyersanyagok előkészítéstől az alapanyaggyártáson át, gyakran egészen a késztermék előállításig.

6

7 Ásványipari-technológiák: építőipari zúzalékok, finom szemcsés nem-fémes ásványtermékek (perlit, mészkő, zeolit, dolomit ) termékgyártása; hagyományos, mikro- és nano-cement gyártás, perlitduzzasztás, téglagyártás, beton- és aszfaltgyártás, építési kompozit-termékek, szigetelő építőanyagok, töltőanyagok, nemes-vakolatok és festékek gyártása; színes-, nemes, ritka és ritkaföldfémek kinyerése ércekből; szenek előkészítése, vegyipari alapanyagok előállítása szénből.

8 Az eljárástechnika részecske-anyagok (szemcsék, cseppek, buborékok) diszperzitás, valamint összetételbeli sajátságait alakítja át. Azaz képes megváltoztatni a részecskék méretét, alakját, felületi energia állapotát, szemcséknél a felület morfológiáját, kristályszerkezeti állapotát, valamint többkomponensű keverékben kémiai összetételét.

9 Mindezt nem öncélúan teszi, hanem mindig valamilyen kitűntetett alkalmazás-technikai céllal. Finomabb szemcsékkel és aktívabb szemcsefelülettel például: kedvezőbb kötési tulajdonságú cementet, vagy szebb színű, kedvezőbb folyási és adhéziós tulajdonságú festéket gyárthatunk,.. Ásványalapú anyagok (hulladékok is) esetén: A kívánt szemcseméret frakciók előállítása, Szelektív aprítással és alakformálással a kőzetfizikai jellemzők javítása, Szennyező mentesítés

10 A kutató-fejlesztő munka során következésképpen azt kell tisztáznunk minden esetben, hogy az általunk szabályozható diszperzitás- és összetételbeli részecske tulajdonságok, valamint az alkalmazástechnikai műszaki követelmények között milyen összefüggés áll fenn; és ezt követően pedig, hogy az elvárt alkalmazástechnikai követelmények eléréséhez szükséges részecske-állapotot, mely eljárásokkal és berendezésekkel érhetjük el leghatékonyabban.

11 Az eljárástechnikai lehetőségek csak részben tükröződnek vissza a termékekben, jórészt kommersz termékek gyártása folyik, és a kutatómunka is többnyire ezt szolgálja. - Szűk források alapkutatásra - Szűk források valódi innováció megvalósítására Leggyakrabban egyszerűbb durvább és közepes méretű töreteket, termelése történik, amelyeket viszonylag alacsony árszinten kerülnek értékesítésre; A TSZH takarás hasznosításnak minősül Struktúrából adódóan igazi újrahasznosítás nincs, a primer nyersanyagok változatos minőségben és jó piaci áron beszerezhetők.

12 I. II. III. Õrlemény medián szemcsemérete Igénybevétel mértéke Rácz, 2014

13 Õrlemény medián szemcsemérete Szemcseméret alig változik A szemcsefelület érdessége, a szélek élessége csökken. I. II. III. Alakváltozás: Keményebb rideg szemcsék kopással gömbössé formálódnak. Lágy anyagok (nyomással) laposodnak, éleik elkopnak. A szabálytalan alakú szemcsehalmazzal szemben csökken a halmaz-porozitás. Igénybevétel mértéke

14 Õrlemény medián szemcsemérete I. II. III. Szemcseméret drasztikusan csökken. Mikro- és nano-őrlemények állíthatók elő. Fajlagos felület nő. Fajlagos felületi szabadenergia növekedés. Megindul kristályos anyagokban az amorfizáció. Igénybevétel mértéke

15 Cement-ipar: Szilárdság, kötés gyorsaság növelése, szélesebb körű felhasználás. Festékipar: Színhatás fokozása. Szuszpenzió stabilitás növelése. Kozmetikai-ipar: Színhatás fokozása. Gyógyszeripar: Mikro-elektronikai ipar Szuszpenzió stabilitás növelése. Jobb oldatóság. Hatásosabb hatóanyag felhasználás. Vezetőképesség. Hatásosabb fényáteresztés.

16 Korábban előállt nagy fajlagos felületi szabadenergia miatt Szemcse-összetapadás, szemcseméret-növekedés: Õrlemény medián szemcsemérete agglomerálás, bevonatolás. Fajlagos felület csökken Folytatódik amorfizáció Mechanokémiai és mechanofúziós folyamatok: Szemcse-összenövés Többkomponensű rendszerekben kompozitok és ötvözetek keletkezése Rekrisztallizáció I. II. III. Igénybevétel mértéke

17 Aggregátum minőségének javítása dúsítási, mosási eljárásokkal. Szelektív aprítás a kötőanyag és az aggregátum szétválasztása érdekében. Finom frakció (kötőanyag) hasznosítása kevésbé megoldott: lehetséges alternatívák: 1. Filler anyag 2. Kötőanyag reaktiválása 3. Geopolimerizáció % hulladék alapú beton fejlesztése különböző hulladékok együttes alkalmazásával.

18 Különleges tulajdonságok: - kiváló tartósság, - nagy nyomószilárdság, - csekély zsugorodás, - gyors szilárdulás, - sav-, tűz- és hőálló, - alacsony kibocsátás,. Néhány alkalmazási lehetőség: - geopolimer cement, - geopolimer tégla, kerámia, - hab geopolimer, - high-tech eszközök, - radioaktív és toxikus hulladékok befoglalása,

19 a) b) c) d)

20 Fókusz Területek Fenntartható Természeti Erőforrás-gazdálkodás Kiválósági Központ: Nyersanyag-gazdálkodás Energiagazdálkodás Geoinformáció-feldolgozás Vízkészlet-gazdálkodás és Fenntartható Talajhasználat Intézetek Ásványtani - Földtani Intézet Bányászati és Geotechnikai Intézet Földrajz- Geoinformatika Intézet Geofizikai és Térinformatikai Intézet Környezetgazdálkodási Intézet Kőolaj és Földgáz Intézet Nyersanyagelőkészítési és környezeti Eljárástechnikai Intézet

21 Oktatás: Műszaki Földtudományi BSc Környezetmérnöki BSc Környezetmérnöki MSc Angol nyelven Előkészítéstechnikai mérnöki MSc Bánya- és Geotechnikai mérnöki MSc Hidrogeológus mérnöki MSc Angol nyelven Hulladékfeldolgozási és Hasznosítási Szakmérnöki PhD képzés Szolgáltatások: Laboratóriumi mérések, anyagtulajdonságok Mintavételezés Eszköz és berendezés fejlesztése Oktatás és Szaktanácsadás Kutatás: Process Wise: Aprítás és Őrlés, Finomőrlés, mechanikai aktiválásötvözés és bevonatolás Osztályozás, finomosztályozás és mechanikai szétválasztás Reakciótechnika, biológiai, kémiai és termikus eljárások Ömlesztett anyagok és porok kezelése, tulajdonságok meghatározása és alakítása Darabosítás Material Wise: Primer nyersanyagok és meddők Salakok és pernyék Biomasszák Hulladék TSZH, WEEE, veszélyes hulladékok Víz és Szennyvíz Talajok

22

23 Tantárgyak Kontakt órák és kreditek megoszlása félévi bontásban I. II. Számonkérés módja K GY A A képzést elvégzők ismerik a hulladékgazdálkodás alapelveit és az azt meghatározó jogi formákat, valamint ismeri a háztartásokban és ipari folyamatok által termelt hulladék típusokat, azok osztályozási, minősítési rendszerét. Jártassá válik a megismert hulladék típusok feldolgozására, ártalmatlanítására és kezelésére szolgáló technológiákkal és technológiai rendszerekkel, valamint megismeri a hulladék gyűjtés és szállítás módszertanát. Birtokában vannak a hulladékfeldolgozás során fontos egészség és környezetvédelmi ismeretekkel, valamint ismeri a hulladékfeldolgozási üzemek menedzsment és üzemgazdasági módszertanát. A képzést elvégzők képesé válnak a különböző hulladékáramok begyűjtését célzó feladatok megszervezésére, a hulladék ártalmatlanítás és feldolgozás technológiai megszervezésére, hulladékfeldolgozó üzemek műszaki irányítására. Képesek a hulladék összetételek meghatározására, valamint a hasznosítást legjobban szolgáló feldolgozási technológiák megválasztására és üzemeltetésére. Képesek hulladékfeldolgozó üzemekben műszaki irányítói feladatok ellátására, illetve képesek jelentős hulladék áramokat generáló iparvállalatok hulladékgazdálkodási feladatainak megszervezésére. E+Gy/Kr E+Gy/Kr ALAPOZÓ HULLADÉKGAZDÁLKODÁSI, JOGI ÉS VEZETÉSI, GAZDASÁGI ISMERETEK Hulladékgazdálkodási és jogi alapok 9+0/3 x Környezet- és egészségvédelem a hulladékfeldolgozás területén 12+0/3 x Hulladékgazdálkodás gazdaságtana 9+0/3 x Menedzsment ismeretek 9+0/3 x ALAPOZÓ HULLADÉKGAZDÁLKODÁSI, JOGI ÉS VEZETÉSI, GAZDASÁGI ISMERETEK Hulladék mintavételezés, elemzés és minősítés 3+9/3 x Hulladék begyűjtési rendszerek 2+4/2 x A hulladékok előkészítése, feldolgozása technológiai folyamatának tervezési alapjai: másodnyersanyagok és másodtüzelőanyagok 9+3/4 x kinyerése hulladékokból A hulladékelőkészítés gépei, berendezései, azok üzemtana és a hulladék feldolgozó 3+9/4 x üzemek logisztikája A hulladékok mechanikai- biológiai előkészítése 4+8/4 x A hulladékok termikus hasznosítása 9+0/3 x Biológiailag lebomló hulladékok kezelése és feldolgozása 4+8/4 x Fémtartalmú és gumihulladékok (elsősorban WEEE) kezelése és feldolgozása 2+7/2 x Építési, bontási és üveg hulladékok kezelése feldolgozása 2+4/2 x Műanyag, papír hulladékok feldolgozása és hasznosítása 2+4/4 x Hulladékok ártalmatlanítása, lerakók üzemeltetése és rekultivációja 2+4/3 x Szennyvíz- és csurgalékvíz tisztítása, szennyvíziszapok kezelése 2+4/3 x Üzemi gyakorlat 0+40/0 x Szakdolgozat 0+40/10 Krit. köv Összesen 45+48/ / Mindösszesen 83/144/

24 Környezetmérnök képzésre felvettek száma BME-VBK BMF-RKK/OE-RKK DE-MFK EJF-M ME-MFK NYME-EMK PE-MK PTE-PMMK SZE-MTK SZIE-MKK

25 A képzés célja olyan magasan kvalifikált mérnökök képzése, akik alapos természettudományos ismeretekkel rendelkeznek, ismerik az alapanyag feldolgozás műveleteit, eljárásait, gépi berendezéseit és a technológiai folyamatok kialakításához szükséges folyamattervezési, anyagmozgatási megoldásokat, továbbá ismerik az alapanyag gyártás folyamatának ellenőrzését szolgáló anyagvizsgálati módszereket és az összetett technológiai folyamatok tervezési, azok anyag- és energiamérlegének számítási módszereit, valamint a kapcsolódó minősítési rendszereket. Képesek az alapanyag gyártástechnológia eljárásai modellezésére, a gyártási folyamatok tervezésére, irányítására, a gyártó berendezések működésének ellenőrzésére, azok üzemparamétereinek mérésére és szabályozására, továbbá képesek szakterületükön kutatási-fejlesztési feladatok ellátására, koordinálására, tanulmányaik doktori képzés keretében való folytatására. Jogszabályokban, illetve a mérnöki kamarai szabályok által rögzített szakmai gyakorlat után alkalmas a tervezői, vezető-tervezői jogosultságra és/vagy szakértői jogosultságra a megfelelő mérnöki szakterületen.

26 1. Az ásványi, és szekunder nyersanyagok előkészítése során a lehető legnagyobb feldolgozottsági fokra kell törekedni (cél a késztermék. 2. A nagy hozzáadott értékű ásványi és szekunder eredetű termékek gyártása kiemelkedő jövedelmezőség mellett. 3. A modern technikai felhasználásban a termékek tisztasága, finomsága mellett gyakran a szemcsék alakja, struktúrája, felületi aktivitása, a felület kívánt mértékű módosítása is fontos, e területen a termékminőség tudatosabb szabályozásának irányában jelentős kutató-fejlesztő munkára van szükség. 4. Számos esetben a megfelelő tisztaságot csak a mechanikai és a fizikai-kémiai, kémiai és/vagy biológiai és termikus eljárások kombinálásával lehet elérni. 5. A Kutatóhelyek és az Ipar szorosabb együttműködésére van szükség alapkutatási eredményeken alapuló valódi innováció megvalósításával az eredmények oktatásba való visszacsatolásával.

27 További Információ: