A hulladékgazdálkodás szabályozása az EU követelmények tükrében Budapest, Március TÉMAKÖRÖK

Átírás

1 A hulladéklerakók műszaki védelmi rendszere az EU követelmények tükrében Dr. Szabó Imre Miskolci Egyetem Hidrogeológiai-Mérnökgeológiai Tanszék A hulladékgazdálkodás szabályozása az EU követelmények tükrében Budapest, Március TÉMAKÖRÖK 1.Az aljzatszigetelőrendszer felépítése Lerakótípusok az új 2003/33/EC direktíva alapján 2.Alternatív megoldások: -bentonitszőnyegek -talajkeverékek 3.Az egyenértékűség kérdése 4.Zárószigetelés, alternatív lehetőségek 1

2 Az aljzatszigetelő-rendszer felépítése az 1999/31/EK irányelv alapján A hulladéklerakók aljzatszigetelő rendszere felépítésének szabályozása (22/2001.(X.10.) KÖM rendelet, 1-3. sz. függelék) INERTHULLADÉK LERAKÓ NEM VESZÉLYES HULLADÉK LERAKÓ????? VESZÉLYES HULLADÉK LERAKÓ 2

3 Inert hulladéklerakó Nemvesz.hull. lerakó A B1a B1b B2 B3 Vesz.hull.lerakó C V 3

4 4

5 5

6 6

7 7

8 Az altalajjal szembeni követelmények és az aljzatszigetelő rendszer felépítésének szabályozása (Deponieverordnung, 2002) inert nemv.h. vesz.h. Nr. A rendszer elemei DK 0 DK I DK II DK III 1 Altalaj 1) 2) k<1*10-7 m/s d > 1,0 m k<1*10-9 m/s d > 1,0 m k<1*10-9 m/s d > 1,0 m k<1*10-9 m/s d > 5,0 m 2 Ásványi anyagú szigetelő réteg legalább 2-rétegű 2) nem szükséges nem szükséges d > 0,50 m k<5*10-10 m/s d > 0,50 m k<5*10-10 m/s 3 Geomembrán d > 2,5 mm nem szükséges szükséges szükséges szükséges 4 Kiegyenlítő réteg nem szükséges szükséges szükséges szükséges Természetes anyagú szivárgó réteg 3) d > 0,3 m k>1*10-3 m/s d > 0,3 m! k>1*10-3 m/s d > 0,3 m! k>1*10-3 m/s d > 0,3 m k>1*10-3 m/s A zárószigetelő-rendszer felépítésének szabályozása (Deponieverordnung, 2002) inert nemv.h. vesz.h. Nr. A rendszer elemei DK 0 DK I DK II DK III 1 Kiegyenlítő réteg 1) nem szükséges d > 0,5 m d > 0,5 m d > 0,5 m 2 Gázmentesítő réteg 1) nem szükséges nem szükséges szükséges szükséges 3 Ásványi anyagú szigetelő réteg 2) 3) nem szükséges d > 0,50 m k<5*10-9 m/s d > 0,50 m k<5*10-9 m/s d > 0,50 m k<5*10-10 m/s 4 Geomembrán nem szükséges nem szükséges d > 2,5 mm d > 2,5 mm 5 Védőréteg nem szükséges nem szükséges szükséges szükséges 6 Szivárgó réteg 4) nem szükséges d > 0,3 m k<1*10-3 m/s d > 0,3 m k<1*10-3 m/s d > 0,3 m k<1*10-3 m/s 7 Rekultivációs réteg, d > 1m szükséges szükséges szükséges szükséges 8 Növényzet szükséges szükséges szükséges szükséges 8

9 Laboratóriumi előzetes alkalmassági vizsgálatok Altalaj és beépítendõ anyag Alkalmassági vizsgálatok új terület, új anyagnyerõhely keresése osztályozási jellemzõk, tömöríthetõség, szivárgási tényezõ, szilárdsági és kompresszibilitási jellemzõk, szervesanyag tartalom, mésztartalom, kationcsere kapacitás, vízfelvevõképesség Adalékanyag hozzáadása A terület altalaja, ill. a beépítendõ anyag szennyezõanyagvisszatartó -képessége nem megfelelõ IGEN Megfelelõ? NEM In situ előzetes alkalmassági vizsgálatok Természetes településû altalaj Anyagnyerõhely Anyagnyerõhely Alklamassági vizsgálatok alapján az anyag próbaterület építésére alkalmas Próbaterület létrehozása szemcsenagyságeloszlás, beépítési víztartalom, adalékanyaggal való Vizsgálatok a keverés (ha van), próbaterületen beépítési rétegvastagság, tömörödés/süllyedés (járatszám függvényében), tömörség, átereszõképesség (szivárgási tényezõ) Változtatás (pl. víztartalom növelés) VAN Építés közbeni minőségbiztosítás minőségellenőrzés IGEN A próbaterületen végzett mérések alapján: az anyag beépítésre alkalmas. A depóniaépítés megkezdhetõ. Depóniaépítés (rétegenként) Ellenõrzõ vizsgálatok következõ földmunka-fázis elkészítése Mérési eredmények a NEM kritériumoknak megfelelnek? szemeloszlás, víztartalom, Proctor-értékek (beépítési víztartalomra), tömörség, szivárgási tényezõ, terítési vastagság, lejtés, adalékanyaggal való keverés (ha van), izzítási veszteség Bizonyos elemek megváltoztatásával (pl. víztartalom növelés) vane lehetõség arra, hogy az eredmények megfelelõek legyenek? NINCS A beépítendõ anyagból a depóniát nem lehet megépíteni A felület újraépítése szükséges IGEN Mérési eredmények a kritériumoknak megfelelnek? NEM IGEN További földmunka? Nincs A földmunkák befejezõdtek. A földmunkák mûszaki átadása megkezdõdhet. 9

10 A szivárgási tényező tömörség beépítési víztartalom vizsgálata A szigetelőrétegek vízzáróságának kiértékelése 10

11 Alternatív szigetelőrendszerek vizsgálata -Bentonitszőnyegek -Keveréktalajok Bentonitszőnyegek vízzárósága I. ALAPMÉRÉS a szivárgási tényező értékének változása a telítődés során. ÁTLAPOLÁS a szigetelőpaplan vízzáróságának vizsgálata az átfedések mentén. 11

12 Bentonitszőnyegek vízzárósága II. NEDVESÍTÉS SZÁRÍTÁS CIKLUSOK FAGYASZTÁS FELENGEDÉS CIKLUSOK Keveréktalajok 1E Szivárgási tényező mérési eredmények (labor) k [m/s] 1.01E-8 1E E E E E E E E E E E E-9 1E t [óra] 8%-os keverék Mátraszele - Székvölgy II. bentonittal (D < 0,2 mm) 9%-os keverék Mátraszele - Székvölgy II. bentonittal (D < 0,2 mm) 10%-os keverék Mátraszele - Székvölgy II. bentonittal (D < 0,2 mm) 10%-os keverék Mátraszele - Székvölgy II. bentonittal (D < 0,2 mm) 12

13 Bentonit-homok keverékből épített szigetelőrétegek vízzárósága (in situ kísérletsorozat) Közreműködők: INNOVÁCIÓ 2000 Kft. Miskolci Egyetem, Eljárástechnikai Tanszék Miskolci Egyetem, Hidrogeológiai- Mérnökgeológiai Tanszék Csőke és Társa Bt. GEOSZABÓ Mérnöki Iroda Bt. BALÁZS Mérnöki Iroda Bt. Antalffy és Társa Bt. OTKA T A kísérletek helyszíne és időpontja: Pécs, Mecsekérc Rt. Ércdúsító Üzemének urán zagytározója

14 plagioklász 2% kvarc 9% kaolinit 3% Röntgendiffrakciós vizsgálati eredmények (X-ray diffraction analysis) amorf 10% Egyházaskesző Ca montmorill onit 76% kvarc 33% káliföldpát 5% kalcit 6% Mád amorf 4% kaolinit 15% montmorill onit 37% plagioklász kalcit egyéb 17% 3% 9% plagioklász kalcit Na egyéb 1% 5% montmorill 9% kvarc onit 6% kvarc 40% 2% krisztoballit 24% Mátraszele illit 5% krisztoballit 14% illit 1% Pétervására Ca montmorill onit 64% A bentonit terítése, keverése, tömörítése A próbaterület A bentonit terítése -műtrágya szórógéppel -finisherrel 8-12 % bentonit-homok Keverési arány t/parcella bentonit hozzáadás 14

15 A szivárgási tényező mérések eredményei A megkívánt szivárgási tényező értéke: A mérés módja: csőinfiltrométer k < 5 x 10-9 [m/s] Az elvégzett mérések száma : kb. 160 db EGYENÉRTÉKŰSÉG Meghatározása a szigetelőrétegre jutó terhelés alapján Azonos szennyezőanyag visszatartó képesség Aljzatszigetelés esetében: Kumulatív transzport, mivel hidrodinamikai és diffúziós transzport is fellép Zárószigetelés esetében: Hidrodinamikai transzport vizsgálat elegendő Hidrodinamikai és diffúziós transzport számítása c c 0 = 1 1 TR ( ) 1+ TR erfc + exp P L erfc 2 2 T R / P L 2 T R / P L c = c 0 f ( t, L, k, n, I, R d : D eff ) Hidrodinamikai egyenértékűség n i= 1 n i= 1 L i Li k i m j= 1 = m j= 1 L L k j j j 15

16 Szigetelőrendszerek egyenértékűsége c c TR = erfc + exp 2 2 TR / PL ( P ) L 1+ TR erfc 2 TR / PL c = c 0 f ( t, L, k, n, I, R d : D eff ) hloride concentration [c/c0] Relative ch !kb.40 nap!!kb.1év 3 layers of GCL type A 3 layers of GCL type B 3 layers of CCL The input data of chloride-transport calculations Parameter GCL type A GCLtype B CCL Hydraulic head of the leachate [m] Thickness of barrier [m] Hydraulic gradient [-] Hydraulic conductivity [m/s] 1.7E E E-09 Seepage velocity [m/s] 2.1E E E-10 Seepage velocity [m/day] 1.8E E E-05 Effective porosity [-] Density [kg/m3] Montmorillonite content [%] n.m. Water intake (Enslin-test) [%] n.m. Effective diffusion coefficient [m 2 /s] 1.0E E E-10 Longitudinal dispersivity [m] Langmuir isotherm param.[mg/kg] Langmuir isotherm param.[m3/kg] Decay constant [1/s] Kb.7-8% 400 Time of permeation [days] Geoszintetikus anyagok alkalmazása Áteresztőképesség EPA GCL EPA EPA előírás előírás EPA előírás GCL GCLszigetelés szig. Hidrodinamikai transzport 16

17 Szennyezőanyag-visszatartó képesség Diffuzív transzport Szenny.anyag transzport,mg/ha EPA GCL szig Idő év NEM VESZÉLYES HULLADÉK LERAKÓ??? INERTHULLADÉK LERAKÓ A hulladéklerakók felső (lezáró) szigetelésének hazai szabályozása (22/2001.(X.10.) KÖM rendelet, 1-3. sz. függelék) VESZÉLYES HULLADÉK LERAKÓ 17

18 RAVON (2001. március) (RAVON: Regionaler Abfallverband Oberlausitz-Niederschleisen) Próbamező A zárószigetelések felépítési alternatívái a kísérlet során A próbamezők felépítése a kísérlet első fázisában (1-7.sz mezők) Az átépítés utáni próbamezők (1;3-6 mezők) Rekultivációs réteg Ásványi anyagú szigetelő réteg Gyengén kötött talaj Szivárgó réteg Bentonitszőnyeg TASi szerinti szigetelő réteg Az átszivárgó vizet gyűjtő réteg (kísérlet) Geodrén 18

19 RAVON (2001. március) Próbamező RAVON (2001. március) 1 Átszivárgás a zárószigetelésen 2 3 Csapadék [mm/hét] 4 5 A szigetelőrétegen átszivárgó vízmennyiség [mm/hét] 6 19

20 RAVON (2001. március) Átszivárgás a zárószigetelésen 4 az átépítés után 5 Csapadék [mm/hét] A szigetelő rétegen átszivárgó mennyiség [mm/hét] 7 20

21 Kapilláris szigetelőrendszer A kapilláris réteg beépítésével lényegesen csökkenthető a szigetelőrétegen egyébként átjutó csapadékvíz mennyisége, valamint kedvezően gátolja a depóniagáz kijutását is A kapilláris zárószigetelések többrétegű szigetelőrendszerek, amelynek minden esetben eleme egy ún. kapilláris réteg, amely további két rétegből áll, felül egy finom-középfinom szemcséjű homokréteg (általában 0,4-0,6 m vastag) alatta pedig egy durvább szemcséjű (0,2-0,3 m vastag durva homok, finomszemcséjű kavics). 21

22 Egy veszélyeshulladék-lerakó lezárásának vizsgálata A vizsgálandó szelvény felépítésénél figyelembe kell venni a terület földtani felépítését, a tárolt iszapmennyiséget és az egyes rétegek talajfizikai jellemzőit. Nincs lezárás, Nem veszélyes hulladéklerakók rendezetlen állapot Nincs lezárás, füvesítve Veszélyes hulladéklerakók Bentonitszőnyeg eg A vizsgált szelvények felépítése A VÍZHÁZTARTÁSI VIZSGÁLAT EREDMÉNYEI AZ ISZAP SZIVÁRGÁSI TÉNYEZŐJÉNEK FÜGGVÉNYÉBEN v] rétegen átszivárgó vízmennyiség [mm/év Az iszapr Nincs lezárás, rendezetlen állapot Nincs lezárás, füvesítve Nem veszélyes hulladéklerakók Veszélyes hulladéklerakók Bentonitszőnyeg "A" eset, nincs lezárás, a jelenlegi rendezetlen állapot "B" eset, nincs lezárás, füvesítve "C" eset, a nem veszélyes hulladékok felső szigetelőrendszere Az iszap szivárgási tényezője k [m/s] "D" eset, a veszélyes hulladékok felső szigetelőrendszere "E" eset, alternatív lezárási lehetőség bentonitszőnyeggel 22

23 Köszönöm a figyelmet! Dr. Szabó Imre Miskolci Egyetem Hidrogeológiai- Mérnökgeológiai Tanszék tel: (46) GSM: hgszabo@uni-miskolc.hu Letöltés: 23