Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Kar Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet Sajókazai Hulladékkezelő Centrum MBH üzemének felülvizsgálata Diplomamunka Készítette: Fodor Norbert környezeti eljárástechnikai modul Konzulensek: Dr. Bokányi Ljudmilla, intézeti vezető, egyetemi docens Lukács Lívia, Környezetmérnöki referens ZV Nonprofit Kft. Beadás dátuma: 2016. november 28. Miskolc, 2016.
2
3
4
Tartalomjegyzék: Tartalomjegyzék..5 1. Bevezetés.7 2. Mechanikai-biológiai hulladékkezelés..8 3. MBH helyzete az Európai Unióban.11 4. Mechanikai-biológiai stabilizálás módjai...14 4.1. Eljárástechnikai cél.15 4.2. Mechanikai kezelés..17 4.2.1. Aprítás...17 4.2.1.1. Aprító berendezések..17 4.2.2. Osztályozás...17 4.2.3. A dúsítási eljárások...18 4.2.3.1. A dúsítás típusai...18 4.3. Biológiai kezelés...18 5. Mechanikai-fizikai stabilizálás...19 6. Szárazstabilizálás..20 7. MBH hazai viszonylatban....20 8. Sajókazán létesült MBH üzem műszaki ismertetése.....22 8.1. Üzemeltető bemutatása....22 8.2. Sajókazai Hulladékkezelő Centrum...27 8.3. A mechanikai-biológiai hulladékkezelőmű részletes ismertetése...32 8.4. Hulladék beszállítása és feladása.....35 8.5. Hulladék kézi válogatása.....36 8.6. Hulladék előaprítása....37 8.7. Hulladék osztályozása dobszitával....38 8.8. Az osztályozott hulladék kezelése légosztályozóval...38 8.8.1. A nehézfrakció kezelése......38 5
8.8.2. A könnyűfrakció kezelése...39 8.9. Fémleválasztás...40 8.9.1. Mágnesezhető fém leválasztás...40 8.9.2. Örvényáramú fémleválasztás..40 8.10. Utóaprítás.....40 8.11. Bálázás...41 8.12. Kitárolás épületen kívülre...42 8.13. A berendezések között található szállítószalagok...43 9. A technológiai beállítás stádiumában lévő rendszer eljárástechnikai felülvizsgálata a hulladékanalízis eredményeinek alapján...43 9.1. Hasznosítás gazdaságossági szempontú elemzése..48 9.2. Hulladék státusz megszüntetése, termékké minősítés rendszere...49 9.3. Légszeparátor eljárástechnikai vizsgálata...51 10. ZV Nonprofit Kft. TSZH feldolgozására javaslatok....57 11. Összegzés..61 12. Summary..62 13. Köszönetnyilvánítás...63 14. Irodalomjegyzék..64 6
1. Bevezetés A diplomamunkám témája a ZV Zöld Völgy Közszolgáltató Nonprofit Kft. (későbbiekben ZV Nonprofit Kft) által üzemeltetett Sajókazai Hulladékkezelő Centrum és azon belül a mechanikai-biológiai hulladékkezelő próbaüzem vizsgálata. Azért esett a választásom erre a témára, mert mindig is érdekelt, hogy a hulladékokból, hogyan és miként lehetne a hasznos anyagokat kinyerni. Olyan témakört választottam, amivel a jövőben is szeretnék foglalkozni és nem utolsó sorban egy újfajta technológia megismerése volt az egyik célom. Ezért is döntöttem úgy, hogy a ZV Nonprofit Kft. mechanikai-biológiai hulladékkezelő üzemét vizsgálom, amely a témaválasztásom időszakában próbaüzemi státuszban működött. Plusz az játszott még szerepet, hogy a ZV Nonprofit Kft. mellett döntöttem, hogy a lakhelyemtől számítva közeli lehetőségnek bizonyult a számomra. Célkitűzésem, hogy az mechanikai-biológiai hulladékkezelő üzem megismerése, majd a működését megvizsgálva kiderítsem, hogy az üzem megfelelő-e az előre kigondolt feladatok teljes körű elvégzésére megfelelő hatékonysággal. Ha igen akkor ezt kifejteni, ha pedig nem, esetleg javaslati megoldást tenni, hogy mit kellene megváltoztatni az eredményesebb működés érdekében, akár újabb berendezések beépítésével vagy a beállítás változtatásával. A technológia célja mindig a minél nagyobb arányú hasznosítható hulladék leválasztása és, hogy minél kevesebb maradék hulladék kerüljön lerakásra. 7
2. A Mechanikai Biológiai Hulladékkezelés (MBH) folyamatok célja A világ rohamosan növekvő népessége és a folyamatosan fejlődő társadalom és technológia egyre csak növekvő nyersanyagigényt eredményez. Nyersanyagkészletek viszont folyamatosan csak fogynak. A fenntarthatóság érdekében fontos megjegyezni, hogy a leginkább előtérbe kerülő iparág a hulladékgazdálkodás, mivel a hulladék feldolgozásával, kezelésével, a benne lévő hasznos komponensek kinyerésével csökkenthető a nyersanyagés energiahiányt, kitolható lenne a készletek élettartama. Másik pozitívum, hogy a hulladékgazdálkodás által az értékes komponensek kinyerése mellett csökkenthető a lerakásra kerülő hulladék mennyiségét is. A mechanikai biológiai hulladékkezelés (MBH) a maradék települési szilárd hulladék kezelési eljárása, amely magába foglalja mind a mechanikai, mind a biológiai kezelést. Az első MBH üzemet azzal a céllal fejlesztettek ki, hogy csökkentsék a környezetre gyakorolt káros hatásokat a hulladéklerakóban maradt hulladékok miatt. Az MBH ezért kiegészíti, de nem helyettesíti, az egyéb hulladékkezelési technológiákat, mint például az újrahasznosítás és a komposztálás részeként integrált hulladékgazdálkodási rendszereket. A technológiába beletartozik aprítás, válogatás, mágneses szeparálás, komposztálás vagy anaerob lebontás. MBH-t lehet építeni számos különböző folyamat különféle kombinációból [3]. Az egyik legfontosabb előnye az MBH-nak, hogy úgy kell beállítani, hogy ellehessen vele érni a kitűzött célokat. A hazánkban alkalmazott MBH összhangban vannak az EU Hulladéklerakókról szóló Direktívával és a nemzeti újrafeldolgozási célkitűzésekkel [3]. Néhány tipikus MBH cél: Előkezelés a hulladéklerakóba történő hulladéklerakás; Van nem lebomló, biológiailag lebomló települési szilárd hulladék (továbbiakban TSZH) között; A mechanikus válogatóból származó maradékot adó anyagok újrahasznosítása és / vagy energetikai hasznosítása másodlagos tüzelőanyagként (továbbiakban RDF, angolul: RDF = refuse-derived fuel); A biológiailag lebontható települési szilárd hulladék (továbbiakban TSZH), hulladéklerakókba lerakása szerint megkülönböztethetünk: 8
o biológiai települési hulladék száraz anyag tömegének csökkentése hulladéklerakóba történő lerakása előtt o biológiai települési hulladék biodegradálásának csökkenése a lerakás előtt. Stabilizált komposzt felhasználása földterületekre. Egyszerű komposztnak is nevezik a stabilizált biohulladékot, de ez nem ugyanaz, mint egy forrásból elkülönített hulladékból származó " komposzt " vagy " talajjavító, amely tartalmazni fog sokkal kevesebb szennyeződést és szélesebb körű a felhasználása. Átalakítás éghető gázzá biogáz energia hasznosításra; Anyagok szárítása egy nagy fűtőértékű szerves anyagban gazdag frakciót RDF felhasználásra [3]. Eljárás Cél Technológiai lépések a TSZH biológiai Mechanikai kezelés + aerob bonthatóságának csökkentése; biológiai kezelés újrahasznosítható frakciók kinyerése A hulladék lerakás előtti stabilizálása Komposztszerű anyag kinyerése a TSZH-ból Gyengébb minőségű talajjavító anyag kinyerése a TSZH-ból RDF eljárás Tüzelőanyag előállítás biológiai szárítással MBH termikus hasznosítással egybekötve Biogáz termelés Biogáz és talajjavító anyag kinyerése olyan szervesanyag tartalmú frakció kinyerése, ami később komposztként használható mint az előző, de kinyert szervesanyag tartalmú frakció alacsonyabb követelményi szintek felel meg hulladékból származó szilárd tüzelőanyag előállítása az előzőhöz hasonló, de a tüzelőanyag alacsonyabb követelményi szintnek felel meg az MBH révén a maradék hulladék csökkentése, majd ezen teljes mennyiség energetikai hasznosítása anaerob biológiai kezelés során biogáz kinyerés; az erjesztési maradék lerakóba helyezése első lépésben biogáz termelés, majd aerob kezeléssel talajjavító anyag kinyerése Mechanikai kezelés + aerob biológiai kezelés Mechanikai kezelés + aerob biológiai kezelés Mechanikai kezelés + biológiai kezelés Mechanikai kezelés + biológiai kezelés Mechanikai kezelés +biológiai kezelés + égetés v. gázosítás 1. ábra: A MBH eljárásai a cél és a technológiai lépések megjelölésével [26] Mechanikai kezelés + anaerob biológiai kezelés Mechanikai kezelés + anaerob biológiai kezelés + aerob biológiai kezelés 9
A kívánt újrafeldolgozást, a hasznosítást és a biológiailag lebontható települési hulladék (továbbiakban BTH) szerkezetét különböző módokon lehet elérni a kívánt teljesítményt. Az 1. ábrán látható konfigurációban az MBH eljárás, és a kiemelt folyamatok egyes lépései: Hulladék feladása Előkészítés Válogatás Biológiai kezelés Biológiai kezelés Válogatás Biogáz Biológiai kezelés Maradék Tüzelőanyag Újrahasznosítás 2. ábra: A Mechanikai Biológiai Hulladékkezelés lehetőségei. (Szerző saját készítés a [3] hivatkozás alapján) A fenti ábrán (2. ábra) látható, hogy a hulladék feladása után, az első eljárási folyamat az előkészítés itt a feladott hulladékot bizonyos technológiákkal elkülönítik például, a nem hasznosítható hulladékot a hasznosíthatótól vagy a nagyobb zsákokat bontják ki. Fontos része a folyamatnak ugyanis a berendezések adott szemcseméreten képesek üzemelni. Ezt követően a baloldali ágon egy válogatási folyamat történik azt itt szétválasztott anyagokat vagy egyből tüzelőanyagként hasznosítják vagy megy a visszamaradt hasznosíthatatlan hulladékhoz. Illetve a biológiai részt biológiai kezeléssel tovább bontva biogázt lehet előállítani vagy mikroorganizmusok segítségével fermentálni lehet az anyagot. A Jobboldali ágat megnézve látható, hogy az először van a biológiai kezelés és ezt követően van egy szeparációs folyamat miből a szétválasztott hulladékokat visszamaradt, tüzelőanyag és újrahasznosítható részekre bontják 10
Bár az MBH technológiai lépései hasonlóak a komposztáláshoz, de itt a cél alapvetően a hulladék stabilizálása és másodlagos tüzelőanyag (RDF) előállítása. A másodlagos tüzelőanyag az eljárás során különválogatott, magas fűtőértékű frakció, amelyet erőművekben égetve vagy együttégetve, és a cementgyárakban elégetve hasznosítanak. Az így szétválasztott frakciót aprítják és bálázzák így kerül elszállításra. Az RDF tekintetében a kedvező gazdasági-műszaki környezetben a 12-14 MJ/kg-os RDF-prekurzor tovább nemesíthető magasabb, 18-24MJ/kg-os fűtőértékig a klórtartalmú PVC leválasztásával is. Ily módon mindössze 10%-nyi tömeghányadú és környezetileg inert rész kerülne a hulladéklerakóba. Összehasonlításként a szárított fának a fűtőértéke 14,4-15,8 MJ/kg, a barnaszénné 8 MJ/kg, míg a feketekőszénné pedig 27-32,7 MJ/kg. Ebből is látszik, hogy a nemesített RDF jó fűtőértékkel bír [27]. 3. MBH helyzete az Európai Unió területén Az Európai Unió tagországai TSZH szempontjából három csoportra oszthatóak: olyan országok, amelyekben a TSZH-t előkezelés nélkül lerakóba szállítják, és nagyon keveset foglalkoznak a megelőzéssel és az újrahasznosítással olyan tagországok, amelyek a hulladékégetést részesítik előnyben ezzel teremtve plusz energiát maguknak és valamilyen szintem szennyezve a környezetet azon országok, amelyeknél a hulladék újrahasznosítása, keletkezés megelőzése fontosabb, mint a hulladék elégetéses ártalmatlanítása. Ezen országoknál a hulladékgazdálkodás rutin ként működik és teljesen ellentétes felfogásba vannak az első csoport országaival, akik inkább megszabadulni akarnak a hulladéktól és nem újrahasznosítani vagy kinyerni belőle az értékes nyersanyagokat A hagyományos kezeléseknél, mint miden technológiánál előfordulnak hátrányok is: A hulladék jelentős része kezelés nélkül kerül a lerakókba A lerakási költségek nagyobbak Nem csökken elegendő mértékben a lerakandó hulladék mennyisége Ezen maradékanyagok mezőgazdasági vagy energetikai szempontból hasznosíthatóak lehetnének A rendszer gazdaságtalan működtetése A kezeletlen hulladék elégetése is gazdaságtalan az alacsony fűtőérték és magas nedvességtartalom miatt 11
Az előbbiekben említett problémák vezettek olyan mechanikai eljárásokhoz, amelyek másodtüzelőanyag előállítását szolgálják. A 90-es években a biológiailag lebontható anyagok nedvességtartalmának csökkenése érdekében bevezetett ún. stabilizációs eljárásokat kezdtek alkalmazni. 3. ábra: A hagyományos hulladékkezelés rendszere [4.] Az európai országokban az MBH alkalmazása nagyon is eltérő lehet a fent említettek alapján. Vannak, azok ahol kevésbé foglalkoznak vele és vannak, ahol nagy hangsúlyt fektetnek rá. Az egyes országok MBH példáit a következőkbe felsorolom: Németország: Németországban, mint szinte mindenben a hulladék hasznosításában és feldolgozásában is jóval előrébb vannak a többi országhoz képest. Nagyon szigorú szabályok és határértékek vonatkoznak a hulladék lerakására, ezért több, mint 50 MBH telephely működik az országban. Az évi kezelt hulladék pedig több mint 6 millió tonna. Németországban teljesen elkülönül az MBH és a szelektíven gyűjtött biológiaihulladék komposztálása. Az országban évente 8 millió tonna komposztot állítanak elő. Példaként megemlítve néhány fontosabb MBH üzemet az alábbi országban: Drezda, Rügen, Neumünster [4]. 12
Ausztria: Ausztriába szintén sokkal előrébb járnak hulladékgazdálkodás terén, mint a legtöbb európai állam. A 2000-es évek eleje óta az országban kezeletlen hulladékot nem lehet lerakni lerakóba. Ausztriába összesen 15 MBH telephely található, amely évente körülbelül 3 millió tonna kapacitással működik. Bécsben a hulladék ötöde megy mechanikai-biológiai kezelésre és a magas fűtőértékű frakciót a távhőellátásban forgatják vissza. Az utóbbi évekbe az ország hulladék mennyiségének a 40% MBH-ba lett bevonva [4]. Olaszország: Olaszországban található a legtöbb MBH telep több mint 100 darabot tartanak nyílván. Ennek köszönhetően évente több, mint 7,5 millió tonna kapacitással üzemelnek. Legfontosabb céljuk a sok szerves anyagot tartalmazó frakciók felhasználása a mezőgazdaságban. Az utóbbi néhány évben a másodlagos tüzelőanyagként történő hasznosítása is előtérbe került. Például: Monsumanno [4]. Franciaország: Az országban több mint 70 kisebb kapacitású (<30 000 t/év) üzem működik, amik összesen körülbelül évi 260 000 t/év kapacitással bírnak. A 90-es évektől kezdve egyre inkább visszaszorult a komposzt felhasználása a mezőgazdaságban ezért ezeket főként már csak a rekultivációs célokra használják fel [4]. Nagy-Britannia: A szigetországban annyira nem terjedt el a vegyes hulladékok kezelése. Mivel rájuk is vonatkoznak az EU által meghozott hulladékgazdálkodási törvények/jogszabályok, ezért fontos, hogy minél hamarabb felzárkózzanak és ne csak az égetésbe lássák a legjobb ártalmatlanítási módszert [4]. 13
4. Mechanikai-biológiai stabilizálás módjai Mechanikai-biológiai stabilizálás (továbbiakban MBS, német rövidítése: MBA=Mechanisch-biologischhe Abfallbehandlung; angol rövidítés: MBT=Mechanicalbiological treatment). A mechanikai-bilógiai stabilizálás általános célja: egy, a nagyfűtőértékű komponensekben gazdag és egy másik, a nagyfűtőértékű komponensekben szegény frakció előállítása, ill. ennek a terméknek lerakása: olyan lerakandó termék előállítása, ami megfelel a lerakóba elhelyezés feltételeinek mind az eltávozó levegő, mind a szivárgó víz, mind pedig a szilárd fázisból való kioldódásra vonatkozóan. [9] A 4. ábra jól szemlélteti a mechanikai-biológiai stabilizálás általános technológiáját ilyen például a Polgárdi lerakón alkalmazott rendszer. 4. ábra A Polgárdi lerakón alkalmazott biológiai-mechanikai stabilizálás technológiai vázlata [22] A mechanikai-biológiai stabilizálás közvetlen célkitűzését tekintve kettő fajta kezelési technológiai folyamatot különböztethetünk meg: 14
4.1. Eljárástechnikai cél: A kezelendő hulladék jelentős részének biológiai stabilizálása és az ehhez kapcsolódó lerakás. Ebben az esetben az a törekvés, hogy a szilárd települési hulladék maradékanyagából a lehető legnagyobb részt (papírt, kartont, pelenka stb.) biostabilizálásra kerüljön (5. ábra). Ezért elsőként az anyagot biológiai úton stabilizálják és a stabilizált anyagból (stabilátból) szitálással kinyert frakció (RDF) nagyfűtőértékű komponensekben gazdag [22]. Megoldás 1: a beérkező anyag szitálása kb.: 100-130 mm szemcseméretnél; a felső termék aprítása; mindkét frakció (az aprított szita-felső és a szitaalsó termék) mágneses és örvényáramú (nemvas-fémek) szeparálása; a két rész egyesítése, keverése és homogenizálása; biológiai kezelése (aerob lebontás); a biológiai kezelést követően 20-30 mm-nél szitálás; mind a két szitatermék (<20-30 mm és >20-30mm) mágneses és örvényáramú (nemvas-fémek) szeparálása; a szitaalsó-termék (< 20-30 mm) elhelyezése lerakóba. [22]. 5. ábra: Mechanikai-biológiai stabilizálás: Megoldás 1 [22] 15
Eljárástechnikai cél: Ennél a folyamatnál az értékes és nagymennyiségű fűtőértékű frakció a lehető leghatékonyabb mértékben történő leválasztása a cél. Itt az eljárástechnikai koncepció az (6.ábra), hogy az értékes nagyfűtőértékben gazdag komponenseket jórészt a biológiai kezelés előtt leválasztjuk, hogy az értékes komponensek egy része (papír, karton, pelenka stb.) a biológiai kezelés során ne bomoljon le [22]. Megoldás 2: a beérkező anyag szitálása kb.: 100- mm-nél; mindkét frakció (a szita-felső és a szitaalsó termék) mágneses és örvényáramú szeparálása; a szitaalsó-termék (<100 mm) biológiai kezelése; a biológiai kezelést követően 30-40 mm-nél szitálás, mind a két szitatermék (<30-40 mm és >30-40 mm) mágneses és örvényáramú (nemvas-fémek) szeparálása; a szitaalsó-termék (< 30-40 mm) elhelyezése lerakóba. [22]. 6. ábra: Mechanikai-biológiai stabilizálás: Megoldás 2 [22] 16
4.2. Mechanikai kezelés A mechanikai kezelés elérhetővé teszi a hulladékáramból a még újrahasznosítható anyagok (pl.: vas, alumínium, réz, stb), illetve az energiatermelés szempontjából értékes, magas fűtőértékű anyagok (RDF) (pl.: műanyag, papír, fa stb.) kiválogatását különböző eljárások segítségével [21]. Ilyen mechanikai kezelési eljárások például: Aprítás Osztályozás Dúsítás 4.2.1. Aprítás Célja a nagy szemcseméretű hulladékok méretének csökkentése, a feladott TSZH kezdeti hulladék formájában egyszerű eltávolítani a tárgyakat, mint például a matracokat, szőnyegeket és egyéb terjedelmes hulladékot, ami problémákat okozhat a feldolgozó berendezések működésébe. Léteznek lassan és gyorsan aprító, mobil és telepített aprító berendezések is [21]. 4.2.1.1. Aprító berendezések Az aprítóberendezéseknek több fajtája van, ezek közül három fajtát emelnék ki, amit a hulladékkezelés során előfordulhat: Kalapácsos törő: Ez egy gyorsjáratú berendezés, amely fémek, elektrotechnikai hulladékok, háztartási hulladékok és gumihulladék aprítására egyaránt alkalmas. Azonban zajos, és nagy az energiafelhasználása. Forgótárcsás nyíró-aprítógép: Lassú járatú berendezés, amely háztartási hulladék, papír, fa, zöldhulladék és gumihulladék aprítására alkalmas. Energiafelhasználása kisebb, mint az előbbi gépé, de a teljesítménye is. Vágómalom: Lassú járású gép műanyagok, fémek, kábelek és gumihulladék aprítására alkalmas. [21]. 4.2.2 Osztályozás Ennek során méret szerint válogatják szét a hulladékot. Az ipari gyakorlatban ezt szitákkal vagy közegáram segítségével végzik. A szita lehet dobszita vagy síkszita. A cél, 17
hogy a különböző szemcseméretű anyagokat elkülönítsék egymástól és az tovább eljárásokat egyszerűbben lehessen végrehajtani, illetve a hatásfok növelésében fontos szerepe [21]. 4.2.3. Dúsítási eljárások A hulladékban lévő egyes komponensek egymástól való szétválasztása, eltérő fizikai tulajdonságaik alapján. Így az elválasztás alapját képezheti a sűrűségbeli, a mágneses és az elektromos tulajdonságbeli eltérés. [21]. 4.2.3.1. A dúsítási eljárások típusai A dúsítási eljárásoknak több típusa van, ezek közül néhány fajtát emelnék ki, amit a hulladékkezelés során alkalmazhatnak: Kézi válogatás: A válogatószalag melletti kézi válogatás hatékonysága csak nagyobb méretű (>50 mm) hulladékok esetén jelentkezik. Légáram: Sűrűségkülönbségen alapuló válogatási mód. A levegőt az anyagárammal ellenáramban vagy keresztáramban vezetik be, amely a könnyebb anyagokat magával ragadja, míg a nehezebb hulladékok a gravitációs hatásnak engedelmeskedve haladnak tovább. Légszér: Szintén a sűrűségbeli eltérést használja. Egy féligáteresztő asztalon ventilátor által átfúvott levegő segítségével a hulladékból fluid ágyat hoznak létre, amelyből a nehezebb szemek az asztalra ülepednek, és a szalag kihordja azokat. Míg a könnyebb frakció a lejtő irányában lefolyva távozik a berendezésből. Mágneses szeparálás: A vas leválasztására alkalmas eljárás. Lehet kihordás nélküli felfüggesztett berendezés, és kihordással rendelkező berendezés. Elektromos szétválasztás: Elsősorban a vezető (fémek) és nemvezető anyagok szétválasztására szolgál. Lehet örvényáramú szeparátor és szabadesésű lapszeparátor az alkalmazott berendezés. [21]. 4.3. Biológiai kezelés A biológiai kezelés esetén három eljárást lehet különböztetni meg: aerob kezelés, anaerob kezelés és a biológiai szárítás. Az aerob kezelés alatt a különböző komposztálási technikákat lehet érteni, melynek eredményéül komposztszerű anyag a végtermék. Az anaerob kezelés során az oxigén hiánya miatt, a lejátszódó biodegradációs folyamat eredményeként biogáz keletkezik. A biológiai szárítás folyamatában a hulladék egy gyors 18
melegedési fázison megy keresztül, amelyet az aerob mikroorganizmusok tevékenysége okoz. A mikroorganizmusok által generált hő a hulladék gyors száradását eredményezi. A hulladék szemcse szétválasztása során van jelentősége ennek. Ezt az eljárást gyakran alkalmazzák másod-tüzelőanyag előállítására [4]. 5. Mechanikai-fizikai stabilizálás A mechanikai-fizikai stabilizálás legfőbb célja, hogy olyan tüzelőanyagot állítsanak elő, amelynek a nedvességtartalma alacsony (< 10 %), és nem tartalmaz nem éghető inert és fémes anyagokat. Ezért a kinyert laza alternatív tüzelőanyag frakciót szárításnak és fémleválasztásnak vetik alá, végezetül pedig rendszerint brikettálják vagy pellettálják. Célja továbbá ugyan csak a lerakandó hulladék minimalizálása. A következő ábrán (7.ábra) jól látni egy általános mechanikai-fizikai stabilizálást százalékos lebontásokkal. 7. ábra: Mechanikai-fizikai stabilizálás tipikus technológiája [10] 19
6. Szárazstabilizálás A szárazstabilizálás célja olyan tüzelőanyag előállítása, amely a nyers hulladéknál szárazabb és az inert anyagoktól, fémektől pedig mentes. Cél továbbá a tüzelésre kerülő rész maximalizálása, ill. a lerakandó anyagok csökkentése a lehető legalacsonyabbra. Ennek megfelelően (a mechanikai-fizikai eljárással szemben) a költségek csökkentése érdekében szilárd települési hulladék maradékanyagát biológiai szárításnak (stabilizálásnak) vetik alá, a stabilátot az inert anyagoktól és a fémektől mentesítik, végezetül rendszerint pelletálják vagy brikettálják. 7. MBH hazai viszonylatban Magyarországon évente közel 110 millió tonna hulladék képződik, ebből a szilárd települési hulladék becsült mennyisége 4-4,5 millió tonna (20-21 millió m 3 ), és kb. évi 20 millió tonna a kezelt folyékony települési hulladék mennyisége. A további 80-85 millió t/év hulladék az ipari és mezőgazdasági vagy más termelő tevékenység során keletkezik. A települési szilárd hulladék részben a hagyományos háztartási hulladék, másrészt a háztartási hulladékhoz hasonló összetételű ipari, kereskedelmi hulladék (csomagolóanyag) mennyisége, Magyarországon évente 2-3%-al növekszik. A hulladék kibocsátás területenként illetve településenként jelentősen eltér. Budapesten egy lakos évente 1,1-1,2 m 3, a nagyobb városokban 0,9-1,1 m 3, míg falvakban 0,6-0,8 m 3 értékre becsülhető. A becslések alapján a települési hulladékok 75%-át lerakják, 8% kerül égetésre, 14 % sorsa ismeretlen és mindössze 3% kerül újrahasznosításra (elsősorban guberálás után). A települési szilárd hulladék döntő részét tehát az országban működő kb. 2700 lerakóba szállítják, amelynek kb. 2/3-a kijelölt és engedélyezett, de csak alig több mint 250 üzemel, szakszerűen ezen belül az EU előírásoknak alig 5-10 újonnan létesített lerakó felel meg. A lerakók többsége 5-10 éven belül betelik. A Környezetvédelmi és Területfejlesztési Minisztérium (KTM) irányelvei szerint a majdani lezárt lerakók helyett évente 10-15 új regionális lerakót kell létesíteni. [2, 20] 20
Hulladékalkotó Országos (tonna) Borsod-Abaúj-Zemplén (tonna) Papír 91564,3 1364,7 Textil 1291,8 0 Műanyag 37301,2 968,6 Üveg 22114,5 621,2 Fém 3479,9 1,9 Biohulladék 160693,8 1878,5 Egyéb hulladék 12697,4 230 Veszélyes hulladék 1315,1 0 Összesen 330458 5064,9 8. ábra A begyűjtött hulladékból a szelektíven gyűjtött hulladékalkotók a 2014.évi KSH adatok alapján [28] Magyarország számára kiemelten fontos az alternatív tüzelőanyagok alkalmazásának bővítése, mivel hazánk köztudottan szegény ásványi eredetű energiahordozókban. Más vonatkozásban igény van a szelektív hulladékgyűjtés maradékanyagának kezelésére az anyag tömegcsökkentésének és stabilizálásának céljából. Megfelelő technológia alkalmazásával a vegyes hulladék nagy fűtőértékű, energetikai célokra, alkalmas frakcióra és egy komposztszerű stabilátra bontható [2,20]. A Magyarországon alkalmazott technológiák közül az egyik esetben a beérkezett települési szilárd hulladékot az aprítást és fém leválasztást követően biológiai kezelésnek vetik alá, ebben az esetben a biológiai kezelés után, a dobszitával leválasztott durva termék az energetikailag hasznosítható frakció [23]. A másik esetben a települési szilárd hulladékból az aprítást és osztályozást követően csak a 80-100 mm-nél kisebb frakció kerül biológiai stabilizálásra. Ebben az esetben az energetikailag hasznosítható termék egyrészt a technológiai sor elején leválasztott 80-100 mm-nél nagyobb frakcióból és a biológiai kezelést követően előállított durva termékből áll össze [23]. Az MBH technológiával nyert másodlagos tüzelőanyagokat (RDF) a hazai gyakorlat szerint erőművek, illetve cementgyárak vásárolják fel, de az elgázosító művek, pirolízis üzemek szintén potenciális felvevőpiacot jelentenének ezen alapanyagra. Hazánkban 2012- ben TSZH-ból 241.000 tonna kezelése után mindösszesen 26.000 tonna RDF tüzelőanyagot értékesítettek [36]. 21
8. Sajókazán létesült MBH üzem műszaki ismertetése 8.1. Üzemeltető bemutatása A szakirodalmi részben leírtak után a vizsgált MBH üzem technológiája és berendezéseinek megismerése a célom ebben a fejezetben. A ZV Nonprofit kft. Sajókazán létesült Hulladékkezelő Centrumban nem veszélyes hulladékátvételt és kezelést végez. Jogszabályi változásnak köszönhetően az önkormányzatok kizárólag saját tulajdonukban lévő cégükkel szállíttathatják el a településeken képződött háztartási hulladékot. A ZV Zöld Völgyet a Sajó-Bódva Völgye és Környéke Hulladékkezelési Önkormányzati Társulás alapította, melyet 120 önkormányzat alkot. 2014. október 1-jétől a ZV Zöld Völgy Közszolgáltató Nonprofit Kft. végzi. az alábbi településeken a közszolgáltatást: Abod, Aggtelek, Alacska, Alsódobsza, Alsószuha, Alsótelekes, Alsóvadász, Arnót, Balajt, Bánhorváti, Becskeháza, Berente, Berzék, Bódvalenke, Bódvarákó, Bódvaszilas, Bőcs, Damak, Debréte, Dédestapolcsány, Dövény, Edelény, Égerszög, Felsőkelecsény, Felsőnyárád, Felsőtelekes, Galvács, Gesztely, Gömörszőlős, Hegymeg, Hernádkak, Hidvégardó, Imola, Izsófalva, Jákfalva, Jósvafő, Kazincbarcika, Kánó, Komjáti, Kondó, Kurityán, Lak, Ládbesenyő, Martonyi, Mályi, Mályinka, Meszes, Muhi, Múcsony, Nagybarca, Nagycsécs, Nyékládháza, Onga, Ormosbánya, Parasznya, Perkupa, Radostyán, Ragály, Rakaca, Rakacaszend, Rudabánya, Rudolftelep, Sajóbábony, Sajógalgóc, Sajóecseg, Sajóivánka, Sajókaza, Sajókápolna, Sajókeresztúr, Sajólászlófalva, Sajóvámos, Selyeb, Sóstófalva, Szalonna, Szendrő, Szendrőlád, Szikszó, Szin, Szinpetri, Szögliget, Szőlősardó, Szuhafő, Szuhakálló, Szuhogy, Tardona, Teresztenye, Tomor, Tornabarakony, Tornanádaska, Tornakápolna, Tornaszentandrás, Tornaszentjakab, Trizs, Újcsalános, Vadna, Varbó, Varbóc, Viszló, Zádorfalva, Zubogy, Arló, Bélapátfalva, Borsodbóta, Borsodnádasd, Domaháza, Farkaslyuk, Hangony, Járdánháza, Kelemér, Kissikátor, Lénárddaróc, Nekézseny, Ózd, Putnok, Sajómercse, Sajóvelezd, Serényfalva A közszolgáltatók részére előírt követelmények: A vegyesen gyűjtött hulladékok előkezelésének technikája, mennyiségi és minőségi feltételei: A technika alkalmazásának célja az anyagában hasznosítás érdekében a lehető legtöbb és legtisztább frakció kiválogatása a mindenkori hasznosítási lehetőségekhez igazodva. 22
Vegyesen gyűjtött hulladék válogatóműben történő előkezelése után az anyagában nem hasznosítható hulladékfrakció legalább 10-15%-át energetikailag kell hasznosítani. A válogatóban leválogatott és anyagában történő hasznosítást végző hulladékkezelőhöz eljuttatott hulladék idegen anyag tartalma nem haladhatja meg az 5%-ot. Az előkezelés során, amennyiben anyagában hasznosítható frakció nem kerül kiválasztásra, csak az energetikai hasznosításra alkalmas frakció, úgy a kezelő létesítménybe bemenő vegyes hulladékáram legalább 30-35 %-át energetikailag kell hasznosítani [42]. A zöldhulladékok előkezelésének technikája, mennyiségi és minőségi feltételei: A technika alkalmazásának célja a komposztálás, vagy más hasznosítási művelet érdekében a lehető legtöbb és legtisztább frakció kiválogatása a mindenkori hasznosítási lehetőségekhez igazodva. Az elkülönítetten gyűjtött és előkezelőbe szállított zöldhulladék esetén, amennyiben anyagában hasznosítható hulladék frakció kiválasztásra kerül a bemenő hulladék legalább 80 %-ának elkülönítésére kell törekedni. Elkülönítetten gyűjtött zöldhulladék előkezelése után a nem hasznosítható hulladékfrakció legalább 90%-át energetikailag kell hasznosítani. Az elkülönítetten gyűjtött csomagolási hulladékok előkezelésének technikája, mennyiségi és minőségi feltételei: A technika alkalmazásának célja az anyagában hasznosítás érdekében a lehető legtöbb és legtisztább frakció kiválogatása a mindenkori hasznosítási lehetőségekhez igazodva. A válogatóműben a hulladék előkezelésének technikája lehet kézi, mechanikai, optikai válogatás, vagy ezek kombinációja kiegészítve a hulladék mozgatásához szükséges szállító berendezésekkel, valamint a válogatott hulladék tömörítését biztosító perforáló, bálázó berendezéssel. Elkülönítetten gyűjtött csomagolási hulladék válogatóműben történő előkezelése után az anyagában nem hasznosítható hulladékfrakció legalább 90%-át energetikailag kell hasznosítani. A válogatóban leválogatott és hasznosítóhoz eljuttatott hulladék idegen anyag tartalma nem haladhatja meg az 5%-ot [42]. A lomhulladék előkezelésének technikája, mennyiségi és minőségi feltételei: A technika alkalmazásának célja az anyagában hasznosítás érdekében a lehető legtöbb és legtisztább frakció kiválogatása a mindenkori hasznosítási lehetőségekhez igazodva. 23
A lomhulladék előkezelésének technikája lehet kézi, mechanikai, optikai válogatás, vagy ezek kombinációja kiegészítve a hulladék mozgatásához szükséges szállító berendezésekkel, valamint a válogatott hulladék tömörítését, aprítását biztosító berendezéssel. Anyagában kell hasznosítani a válogatott olyan lomhulladékot, amely anyagának összetétele és minősége alapján erre alkalmas. Lomhulladék előkezelése után az anyagában nem hasznosítható hulladékfrakció legalább 90%-át energetikailag kell hasznosítani. A leválogatott és hasznosítóhoz eljuttatott hulladék idegenanyag tartalma nem haladhatja meg az 5%-ot. [42] Az ártalmatlanítás, a hulladéklerakóban történő elhelyezés megfelelési követelményei: A hulladék ártalmatlanítása alatt ebben az esetben a hulladéklerakóban történő elhelyezés, amely során a vonatkozó rendeletek és hatósági engedélyekben foglaltak betartása az üzemeltető elsődleges feladata. A hulladékgazdálkodási közszolgáltatás körébe tartozó hulladék - a hulladéklerakással, valamint a hulladéklerakóval kapcsolatos egyes szabályokról és feltételekről szóló miniszteri rendeletben meghatározott részletes követelményekre figyelemmel - hulladéklerakóban akkor rakható le, ha a hulladék olyan fizikai, kémiai vagy biológiai előkezelési műveleten ment keresztül, amellyel a hulladék mennyisége vagy környezetre gyakorolt szennyező hatása csökken, a rendelkezésre álló és gazdaságosan üzemeltethető kezelési technológiával nem tehető hasznos alapanyaggá, valamint anyagában és energetikailag gazdaságosan nem hasznosítható. A lerakó feltöltésére rendelkezésre álló feltöltési tervben a lerakó tervezett kapacitásának függvényében meghatározásra kerülnek a feltöltési mennyiségek tömeg és térfogat szerint. A hasznosítási célok elérése, valamint a lerakó lerakási kapacitásának megfelelő kihasználása érdekében törekedni kell, hogy a közszolgáltató által a közszolgáltatás keretében gyűjtött, szállított, átvett, kezelt, hulladéktömeg összegéből a lerakóba elhelyezett hulladék mennyisége ne haladja meg a 65%-ot. [42] 24
Elkülönített hulladékgyűjtés minimális infrastrukturális és minőségi feltételei: A minimálisan ellátandó közszolgáltatásnak az elkülönített hulladékgyűjtés területén az alábbi kritériumoknak kell megfelelnie: 1. Elkülönítetten kell gyűjteni (hulladékudvarban, vagy gyűjtőszigeten) legalább a papír, műanyag, üveg és fém frakciókat, a gumiabroncsot, a zöldhulladékot, az akkumulátort, az elektronikus hulladékot, valamint az egyéb veszélyes hulladékot. 2. Házhoz menő elkülönített gyűjtéssel kell gyűjteni legalább a papír, a fém és a műanyag hulladékáramokat. 3. Az elkülönített gyűjtést legalább a papír, a fém és műanyag frakciók esetében a közszolgáltatással ellátott terület (ingatlan felhasználók arányában) 100%-án meg kell valósítani, figyelembe véve a 385/2014. (XII.31.) Korm. rendelet 9. (6) bekezdésben foglaltakat. 4. A települési hulladék gyűjtésére vonatkozó szabályok szerint az elkülönített gyűjtéssel kapcsolatos széleskörű lakossági tájékoztatás, valamint az elkülönített gyűjtés ösztönzése és hatékonyságának növelése érdekében a közszolgáltató az ingatlanhasználót megfelelően és folyamatosan tájékoztatja (385/2014. (XII. 31.) Korm. rendelet 6. ) [42] A közszolgáltatás keretében kinyerendő haszonanyagok aránya: A haszonanyagnak tekintünk valamennyi a hulladékgazdálkodási közszolgáltatás körébe tartozó hasznosítható hulladékot. Ebben a fejezetben felsorolásra kerül a közszolgáltatás keretében kinyerendő haszonanyagok arányai. A kiemelten jelölt százalékértékek a dokumentum végleges állapotáig az országos hulladékgazdálkodási stratégia függvényében változhatnak. 1. csomagolási papírhulladék és egyéb papírhulladék (újságpapír, kartonpapír, társított italos karton, vegyes papír stb.) esetére: 5-9% elkülönített hulladékgyűjtés rendszerelemekből, valamint a vegyesen gyűjtött hulladék válogatóműben történő utóválogatásából 2. csomagolási műanyag hulladék: PET palack (víztiszta, kék, zöld, vegyes), fólia, HDPE palack, PP palack, láda-rekesz, hordó-kanna, egyéb kemény műanyagok esetében: 5-10% elkülönített hulladékgyűjtés rendszerelemekből, valamint a vegyesen gyűjtött hulladék és lom hulladék válogatóműben történő utóválogatásából 25
3. csomagolási fém hulladék: ónozott vasfém, alu doboz, spree flakon (amennyiben hasznosítása biztosított) esetében: 0,5% elkülönített hulladékgyűjtés rendszerelemekből, valamint a vegyesen gyűjtött hulladék válogatóműben történő utóválogatásából, egyéb hulladék előkezelésből 4. csomagolási üveghulladék (víztiszta, színes, vegyes) esetében: 2% elkülönített hulladékgyűjtés rendszerelemekből 5. nem csomagolási műanyag hulladékok: kerti bútor, vödör-lavór, lökhárító, stb. esetében: 0,5% elkülönített hulladékgyűjtés rendszerelemekből, a lom hulladék válogatóműben történő utóválogatásából 6. nem csomagolási fém hulladék esetében: 0,5% elkülönített hulladékgyűjtés rendszerelemekből, valamint a vegyesen gyűjtött hulladék válogatóműben történő utóválogatásából, egyéb hulladék előkezelésből 7. építési-bontási hulladék (beton, kevert építési-bontási) elkülönített hulladékgyűjtés rendszerelemekből (elsősorban hulladékudvar), begyűjtés után 100%-os hasznosítás biztosítása 8. elektronikai hulladék (kis háztartási, nagy háztartási, képernyős, hűtő) esetében: 0,5% elkülönített hulladékgyűjtés rendszerelemekből, valamint a vegyesen gyűjtött hulladék válogatóműben történő utóválogatásából 9. gumiabroncs elkülönített hulladékgyűjtés rendszerelemekből (elsősorban hulladékudvar), lomtalanítás begyűjtés után 100%-os hasznosítás biztosítása 10. biológiailag lebomló hulladék esetében: 11-15% ebből zöld hulladék: min. 1-3% elkülönített hulladékgyűjtési rendszerelemekből, egyéb hulladék előkezelésből 11. rongy, ruha, textil esetében: 0,5% elkülönített hulladékgyűjtés rendszerelemekből, valamint a vegyesen gyűjtött hulladék válogatóműben történő utóválogatásából 12. egyes veszélyes hulladékok (fénycső, izzó, elem, akkumulátor, fáradt olaj, étolaj, csomagolási veszélyes hulladék, egyéb (amennyiben hasznosítása biztosított)) esetében: 0,5% elkülönített hulladékgyűjtés rendszerelemekből, valamint a vegyesen gyűjtött hulladék válogatóműben történő utóválogatásából 13. lom hulladék (amennyiben hasznosítása biztosított) esetében: 3% elkülönített hulladékgyűjtés rendszerelemekből 14. kezelés utáni, energetikai hasznosítás a felsorolt anyagáramok esetében: 15-25% elkülönített gyűjtés utáni válogatás maradéka (energetikai hasznosítás) hulladékkezelő létesítményekből származó közelebbről nem meghatározott mechanikai kezelésből származó éghető hulladékok 19 12 10 azonosító kód 26
hulladékkezelő létesítményekből származó egyéb, a veszélyes anyagokat tartalmazó hulladékok mechanikai kezelésével nyert hulladékoktól különböző hulladékok közelebbről nem meghatározott mechanikai kezelésével nyert hulladékok 19 12 12 azonosító kód Közszolgáltató által az adott évben gyűjtött, szállított és kezelt teljes közszolgáltatási körbe tartozó hulladék áramhoz viszonyítva %-ban kerültek meghatározásra a kinyerendő egyes haszonagyagok arányai. [42] 8.2. Sajókazai Hulladékkezelő Centrum A létesítmény a Sajókazai Hulladékkezelő Telepen belül került megvalósításra, a Sajókaza 0101/10 hrsz.-ú ingatlanon a meglévő hulladéklerakó ÉK-i fejlesztési területén. A terület rendezetlen, DNy-i irányban erősen lejtős zöld terület. A megvalósult csarnoképület a hatályos szabályozási tervben foglaltak figyelembevételével, annak megfelelően készült. A fejlesztési terület a Sajókaza településtől körülbelül 1,9 km távolságban (légvonalban) Nyi irányban, Szuhakálló településtől körülbelül 1,8 km távolságban (légvonalban) K-i irányban található, amit a (9. ábrán) látni is lehet [37]. 9. ábra A Zöld Völgy Nonprofit Kft. Hulladékkezelő Centruma [saját szerkesztés a GoogleMaps alapján, 2016.11.07.] 27
10. ábra Sajókazai Hulladékkezelő Centrum helyszínrajza az egyes létesítményekkel [37] A telepen található létesítmények: - Műszaki védelemmel ellátott települési szilárd hulladéklerakó - Komposztáló tér - Szelektív válogató csarnok - Építési-bontási hulladékkezelő - Övárok, csapadékvíz elvezető rendszer - Csurgalékvíz tározó - Tüzivíz tározó - Hídmérleg, 60 t - Kerékfertőtlenítő, abroncsmosó műtárgy - Hulladéktároló konténerek - Gépkocsi tároló és raktár épület - Kocsi és konténermosó - Olaj és iszapfogó - Elektromos energia ellátás - Üzemagyag töltő állomás - Talajvíz figyelő monitoring rendszer - Szociális és kezelő épületek - Műanyagfalú kármentővel ellátott üzemanyagtöltő állomás 28
11. ábra Sajókazai Hulladék Centrum madártávlatból [38] A Hulladékkezelő Centrum telephelyen található egyéb kezelő létesítmények ismertetése, feladata röviden pár mondatban. Építési és bontási hulladékkezelő (12. ábra): Az építési-bontási hulladékkal lerakási, valamint az ebből adódó környezetvédelmi és terület-felhasználási problémák miatt komolyan kell foglalkozni. Az építési hulladékokat, melyek nem szennyezettek előkezelést követően szintén másodnyersanyagként használhatja az építőipar pl. feltöltés céljából, útalapokhoz [38]. 12. ábra Építési és bontási hulladékkezelő [38] 29
Kézi válogató (13. ábra): A Sajókazán működő válogatómű kapacitása 30.000 tonna/év. Az ISPA program keretében épült válogatómű a lakosságtól begyűjtött szelektív hulladék mellett a termelői illetve ipari szektorban gyűjtött szelektív hulladék utó válogatására is szolgál. A válogatómű kapacitása képes biztosítani a projekt során megnövekedő szelektíven gyűjtött hulladék mennyiség válogatási igényét is [38]. 13. ábra Kézi válogató [38] Hulladéklerakó (14. ábra): Az összegyűjtött hulladék - az ISPA projekt keretén belül megvalósult Orbán-völgyi szigetelt települési szilárd hulladék lerakójába kerül elhelyezésre, mely a tervek 25 évre megoldja a térség településeinek hulladék elhelyezési problémáit. Az SHC 2007-ben kezdte meg üzemszerű működését, de ha sikerül megvalósítani a lerakandó hulladék mennyiségének csökkentését, akkor működését 2044-ig prognosztizálják. A szigeteléssel ellátott települési szilárd-hulladék lerakó 2 millió m 3 kapacitással bír [38]. 30
14. ábra A hulladéklerakó szigetelve [38] Komposztáló (15. ábra): A komposztáló üzemben a szelektíven gyűjtött komposztálható szerves hulladékokból, zöldhulladékokból szennyvíziszap felhasználásával kerül előállításra hasznosítható komposzt. Az előállított R-komposzt minősített termék, forgalomba hozható. A komposzt megmaradó részét a hulladéklerakón takaróanyagként hasznosítják. A Hulladékkezelő Centrum rendelkezik komposztálótérrel, melynek névleges kapacitása 40.000tonna/év. A zöldhulladék közterületről történő beszállítása 2015-ben közel 1.100 tonna volt. A kezelés az alábbi fő lépésekből áll: A hulladékok telephelyre történő beszállítása, deponálása a zöldhulladék aprítása az aprítóberendezésben megfelelő szervesanyag-tartalmú hulladékokból keverőanyag készítése, illetve prizma összeállítása a komposztálás lefolytatása közben a prizma átforgatása és szükség szerinti nedvesítése történik és majd a komposzt rostálása a komposzt bevizsgálása. A hulladékok gyűjtése peremmel rendelkező vízzáró burkolattal ellátott területen, illetve zárt konténerekben történik, a komposztálást a fedett komposztáló csarnokban végzik [38]. 31
15. ábra Agitáló a komposzttal [38] 8.3. A mechanikai-biológiai hulladékkezelőmű részletes ismertetése A diplomadolgozatom fő egységeként az MBH részletesebb bemutatása során ismertetem a technológiai folyamatot [16. ábra] éves kihozatali értékekkel, a hozzá tartozó berendezések és azok műszaki paramétereit és működési mechanizmusát. A telephelyre beszállított hulladék mennyisége a fejlesztés hatására nem változik. A megvalósított mechanikai hulladékkezelő üzem kapacitása, a méretezése során a vegyesen gyűjtött települési hulladék 46.550 tonna/év mennyiségével lett tervezve. Az MBH csarnokban a kezelés végeredményeként nagy fűtőértékkel rendelkező könnyűfrakció (RDF) keletkezik. A csarnok méretezésénél 250 nappal, napi két műszakkal, 7 óra effektív óra/műszak mennyiséggel kalkuláltak [37]. Ezen adatok kiszámításával napra majd órára lebontva az alábbi a feladási kapacitás: - Napi mennyiség: 186,2 t/nap - Órai mennyiség: 13,3 t/óra [37]. A mechanikai hulladékkezelőben évente körülbelül 8.400 tonna nagy fűtőértékű könnyűfrakció (RDF), valamint kb. 1.750 tonna vas fém, kb. 1.400 tonna nem vas fém, és 10.500 tonna nehéz anyag kerül leválasztásra. A kezelés során 24.500 tonna komposztálható szerves anyag tartalmú finomfrakciót is külön szeparálnak, amely a komposztálóra kerül további kezelés céljából. 32
A valós kapacitást befolyásolja: tényleges üzemelési idő, munkarend beszállítási ütem előkezelő és rakodógépek karbantartási ideje feladott anyagok minősége feladott hulladék víztartalma, szemcsemérete / eloszlása feladott hulladék apríthatósága rakodógépek rendelkezésre állása műszakváltások ideje [37]. Az MBH üzemhez működését egységes környezethasználati engedély szabályozza, melyet a Borsod-Abaúj-Zemplén megyei Kormányhivatal adott ki. A létesítmény besorolása a 314/2005 (XII.25.) Korm. rendelet alapján: 2. számú melléklet 5.3. bb) pontja (Nem veszélyes hulladékok hasznosítása, vagy ezekre irányuló hasznosítási és ártalmatlanítási tevékenységek összessége 75 tonna/ nap kapacitáson felül hulladék előkezelése, égetése vagy együttégetése céljából.) [43] 3. számú melléklet 107. a) pontja (Nem veszélyes hulladék hasznosító telep 10 t/nap kapacitástól) [43] A próbaüzemben található berendezések főbb paraméterit és leírását az alábbi részben fejtem ki, de előtte egy folyamatábrán mutatom be, hogy a hulladék milyen útvonalat jár be, mire eljut odáig, hogy a komposztálható anyag vagy a vas belekerül a konténerekbe vagy éppen az RDF a bálázóba. Fontos megemlíteni, hogy a próbaüzem 2016. február 21.-2016. június 30.-ig tartott. 33
46.550 t/év :250 d=186t/d :14h= 13,3 t/h Települési vegyes hulladék 13,3 t/h Előaprító 100-200mm Komposztálható maradék anyag 7 t/h Dobszita: 80mm Mágneses leválasztó Vas 0,5 t/h Légszeparátor 5,8 t/h Könnyű frakció Nehéz frakció Utóaprító: 30-60mm Nem vas leválasztó Nem vas fém 0,4 t/h Bálázó Nehéz anyag 3 t/h RDF 2,4 t/h Hulladéklerakó 16. ábra Technológiai törzsfa 34
17. ábra Technológiai sor, saját kép 2016. június 8.4.Hulladék beszállítása és feladása A közszolgáltatási területhez tartozó 120 településről vegyesen gyűjtött háztartási hulladékot a hulladékgyűjtő, konténerszállító gépjárművek szállítják be, és ürítik a fogadótérbe. Az előkezelésre került nem veszélyes hulladékokat (a közszolgáltatás keretében gyűjtött vegyes települési hulladék és lom hulladék) a hulladékgyűjtő, konténerszállító gépjárművek szállították be a telephelyre. Beazonosítást és mérlegelést követően a szállítmány az SHC belső üzemi úthálózatán keresztül az MBH csarnok fogadótérébe kerül. A fogadótérben mintegy 650 m 3 (kb. 2 napi mennyiség) átmeneti hulladéktároló térfogat áll rendelkezésre a beszállítás változó és a hulladékfeldolgozás egyenletes üteme közötti anyagáram kiegyenlítésére. A hulladékot homlokrakodó segítségével a süllyesztett szalagra kerül feladásra. A süllyesztett szalag a hulladékot az előválogató szalagra juttatja, itt van lehetőség a beszállított hulladék ellenőrzésére. Az előválogató szalag egy légkondicionált előválogató fülkében van elhelyezve. Az előválogató fülke 4 fő részére úgy van kialakítva, hogy kézi válogatással a különböző inert és egyéb hulladékot (pl. akkumulátor, nagyméretű fémek, betondarabok, stb.) le tudják szedni a szalagról. Az előválogatóból a hulladék az aprító gépbe kerül [29]. 35
18. ábra Hulladék ürítése a rakodótérbe [29] 8.5. Hulladék kézi válogatása A kézi előválogatóban lehet a nagyméretű inert és egyéb hulladékot kiszedni a szalagról (szőnyeg, akkumulátor, fémek, betondarabok stb.) [29]. Ez a folyamat az üzem próbaideje alatt nem működik így a hatékonyság sem értékelhető. Működése esetén 4 főnek adna munkát, akik a kiválogatott hulladékot a kabin alatti konténerekbe gyűjtenék. Műszaki adatok Hossza: Szélessége: Magassága: Válogatóhelyek száma: Válogatófülke 6 m 5 m 2,7 m 4 db 19. ábra Válogatófülke műszaki adatai [29.] A kabinon 2 db 2100 x 900 mm méretű hőszigetelt ipari ajtó 600 x 600 mm betekintő ablakkal és 4 db 900 x 1200 mm méretű ablakokkal. A padozat csúszásmentes, hőszigetelt kialakítású. A kabint világítással van ellátva. A klímaberendezés a válogatófülkében 20-24 C közötti hőmérsékletet tartson termosztát segítségével [29]. A legjobban feltűnő eltérés, hogy a megvalósított technológia folyamatba nincs benne a kézi válogató. Ugyanis az MBH üzembe tett látogatásom során megfigyeltem, hogy ez a lépcsőfok nem üzemel, igaz meg van építve a fülke, de nem dolgozott benne senki így a szalagon csak tovább halad a TSZH. Ezért a kihozatali értékek eltérhetnek a tervezettnél, 36
mivel a kézi válogatásnál jobban szelektálni lehet a beérkező hulladékot. Tehát a hatásfok növelés szempontjából fontos szempont a kézi válogató működése. Viszont a többi lépést és berendezést tekintve nincs változás. 8.6.Hulladék előaprítása Fogas hengeres aprítógép paraméterei. Az elektromos hajtású előaprító célja a feladott hulladék homogenizálása, zsákos hulladék megbontása, a nagyméretű darabok redukálása. Az aprító gépnek egy 160 kw-os elektromotor a lelke, az elektromotor hidraulika szivattyút hajt. A hidraulikus motor fokozatmentesen hajtja meg az aprító hengert. A fordulatszám változtatásával lehet beállítani az egyenletes anyagáramlást a technológia többi gépe számára. Az aprító gép F típusú fogakkal van ellátva, amelyek 100-200 mm nagyságúra aprítják fel a hulladékot. Az ellenkések állításával lehet beállítani az apríték nagyságát. Az aprító gépből szállítószalag segítségével kerül a hulladék a dobszitába [29]. Műszaki adatok: TERMINATOR 3400 EF Hosszúság: 6.365 mm Szélesség: 2.470 mm Magasság: 3.400 mm Teljesítmény: 160 kw Aprítási teljesítmény: 60 t/h Adagológarat magasság: 3.275 mm Adagológarat hossza: 4.400 mm Kihordószalag szélesség: 1.000 mm Aprítóhenger hossza: 3.000 mm Aprítóhenger átmérője: 800 mm Aprítóhenger külső átmérője: 1.050 mm Fordulatszám: 29/min Fogak száma: 32 Hidr. állítható vágási szélesség: 5-50 mm 20. ábra Előaprító műszaki adatai [29] 37
8.7. Hulladék osztályozása dobszitával A dobszitának dob átmérője: min.2.100 mm, a dob hossza: min. 5.400 mm, míg a lyukmérete 80 mm. A dobszita 2 részre választja szét a hulladékot. A lyukakon áthulló 80 mm-nél kisebb méretű, nagy mennyiségű szerves anyagot tartalmazó hulladékot gyűjtő-, és kihordó szalag segítségével jut a 2 db 27 m 3 -es konténerbe. A konténerek felett alternáló szalag lett tervezve, amely segítségével hol az egyik, hol a másik konténer tölthető. A konténerben lévő hulladékot a telephelyen lévő komposztáló telepen lehet komposztálni, stabilizálni, vagy a lerakóra szállítani. A 80 mm feletti vastartalmú hulladékot a szállítószalag fölé helyezett mágnesszalaggal leválasztásra kerül, és külön konténerbe tárolják, a fennmaradó anyag a szélosztályozóba kerül [29]. 8.8. Az osztályozott hulladék kezelése légosztályozóval A szélosztályozó első részén lévő szállítószalag 1,5 m/sec sebességgel halad, homogénen osztja el a szalagon lévő hulladékot. A rendszer felfelé áramló levegőt fúj a hulladék alá fúvókákon keresztül. A fúvókákon kiáramló levegő megemeli a könnyű fajsúlyú anyagokat és átjuttatja a forgódob felett. A nehéz fajsúlyú anyag a forgódob előtt lehullik az alatta elhelyezett szállítószalagra [29]. 8.8.1. A nehéz frakció kezelése A nehéz frakciót a nem vas leválasztóra kerül. A nem vas leválasztóval a hulladékban lévő alumínium, réz, KO-s anyag kerül leválasztása, itt kerülnek leválasztásra az alumíniumból készült italos dobozok is. A nehéz fajsúlyú anyagot az épületen kívüli konténerbe juttatja egy szállítószalag. [29] A nehéz frakciót nagyrészt szervetlen hulladékok (beton, kő, salak, üveg) alkotják. Ez a rész leválogatás után alkotja a közvetlen lerakásra kerülő hulladékot [36]. Műszaki adatok Teljes hosszúság: Szélesség: Magasság: Szélosztályozó WS2-1000-L2 8010 mm 2660 mm 1880 mm 38
Leválasztó dob átmérő: Ajtók: Szemcsenagyság: Szállítási teljesítmény: Leválasztó dob meghajtása: Feszültség: Fordulatszám: Teljesítmény: 813 mm 3db mindkét oldalon 60-200mm 7-10 t/h Lapos hajtóműves motor FAZ67 DRE90L4 400V 39/min 1,5 kw 21. ábra Szélosztályozó műszaki adatai [29] 8.8.2. A könnyű frakció kezelése A tiszta könnyű fajsúlyú hulladékot egy alternáló szalagra jut tovább. Ezzel a szalaggal lehet a finomaprítóba, vagy a finomaprítót kihagyva a bálázó gép feladó szalagjára vezetni a hulladékot. Ezt a megoldást akkor kell használni, ha az átvevő nem ír elő finomra aprított hulladékot. [29] A könnyű frakció főként műanyag, papír, kombinált csomagolóeszköz, textil, fa hulladékokból áll. Ez a hulladék 12-20 MJ/kg fűtőértékkel bír, ami lehetővé teszi tüzelőanyagként való hasznosítását [36]. Műszaki adatok Könnyű leválasztó LT 15 Hosszúság: 2070 mm Szélesség: 1350 mm Magasság: 1650 mm Rotorlapát: 6 db Levegőteljesítmény: max. 15000 m 3 /h Perforált lemez: furat átmérő 8 mm Meghajtás: Csigakerekes hajtóműves motor SA77 DRE90L Teljesítmény: 1,5 kw Feszültség: 400 V Fordulatszám: 8,8/min 22. ábra Könnyű leválasztó műszaki adatai [29] 39
8.9. Fémleválasztás A fémek leválasztása során elkülönítjük a vasat, alumíniumot, rezet, és egyéb fémeket, amik előfordulhatnak a települési hulladékok között. Ezen fémek jelentős részét kohókban szállítják, és újra feldolgozzák. Ezeknél a műveleteknél fontos, hogy minél nagyobb hatékonyságú legyen a kihozatali érték, ugyanis a belekerült egyéb hulladékok szennyezik a későbbi feldolgozásnál az olvadékot. 8.9.1. Mágnesezhető fémleválasztás A hulladékban lévő mágnesezhető fémeket választódik le mágnesszalag segítségével, és kerül a gyűjtő konténerbe [29]. A mágnesezhetőség hatékonyságát a szállítószalag és a mágnesszalag távolságának csökkentésével lehet növelni. 8.9.2. Örvényáramú fémleválasztás A nehéz fajsúlyú anyagból választja le az alumínium sörös, és üdítős dobozokat, a réztartalmú anyagokat, és szállítószalaggal juttatjuk a gyűjtő konténerbe [29]. Műszaki adatok: INP 400x1500 Hossza: 4815 mm Szélessége: 1840 mm Magassága: 1250 mm Szállítószalag meghajtómotor: 1,5kW Mágneses tengelyes motor: 7,5kW Vibráció osztó mérete: 1400x1500mm Rázómotor: 2x0,9kW 23. ábra Örvényáramú fémleválasztó műszaki paraméterei [29.] 8.10. Utóaprítás A finomaprító anyagadagoló nyílása Pendel utánnyomó berendezéssel van ellátva. A finomaprító hengerén 40 db kés található. A gép alatt van elhelyezve a különböző méretű szita, az igényeknek megfelelően 30 és 60 mm közül lehet választani, hogy milyen méretű legyen az RDF. A finomaprítóból kihullott hulladék az alatta elhelyezett bálázó szalagra hullik [29]. 40
Műszaki adatok: UG 1609 MSL Szemcseméret: < 250 mm Teljesítmény: 250 kw Névleges teljesítmény: 8 t/h Csatlakozási feszültség: 400 V, 50Hz Védelem: IP 54 Vágótér nyílásmérete: 1600 x 800 mm Vágótér mérete: 1565 x 720 mm Vágószerszámok: 40/8 Rostaszita: 30 mm 24. ábra Utóaprító műszaki adatai [29] 8.11. Bálázás A bálázó gép automatikus működésű, a finomaprítóból érkező hulladékot 5-szörösen kötözi össze. A bálák hossza igény szerint változtatható és állítható is be. A bálákat az üzemen kívül tárolják fedél és takarás nélkül [29]. A berendezésnek a műszaki paramétereit az alábbi táblázatba szedtem össze: Műszaki adatok: AVOS 1410 Hosszúság: 11000 mm Szélesség: 2350 mm Magasság: 3920 mm Hajtómű: 45 kw Tömörítő erő: 800 kn Üresjárati teljesítmény: 270 m 3 /h Tömörítendő anyagtól függő telj.: max. 9 t/h Üresjárati ütemidő: 16 sec Adagolónyílás hosszúság: 1800 mm Adagolónyílás szélesség: 1000 mm Bálaméretek: 1100x750 mm x Beállítható hossz 41
Drótbekötés: Kívánság szerint bal vagy jobb Bála tömege: 400-750 kg Bála kötözése: 5-szörös, vertikális, automatikus Kötöző-drót: általános lágyhuzal, olajozott, 3,1 mm átmérő, DIN 177 szerint 25. ábra Bálázó műszaki adatai [29] 8.12. Kitárolás épületen kívülre Az épületen kívül konténert, vagy mozgópadlós pótkocsit lehet a szalag alá helyezni. Ezeknél fontos, hogy úgy legyen a helyére lerakva, hogy a szalagról minden hulladék belehulljon, és közbe ne akadályozzák a telepen közlekedő járművek forgalmát [29]. A tervezés és a kivitelezés során igyekeztek úgy elhelyezni ezeket a kitároló helyeket, hogy az üzemcsarnok egyik oldalán legyen az összes kihordó szalagvége. A képen az utóaprító és a bálázó berendezés található az üzemcsarnokban 26. ábra Finomaprító és a bálázó berendezés [Szerző saját készítése] 42
8.13. A berendezések között található szállítószalagok Szállító szalagok: Felhordószalag Szállítószalag aprítógépre Szállítószalag a dobrostához Gyűjtőszalag a dobrosta alatt Kihordószalag a 80 mm alatti hulladéknak Alternáló szalag a 80 mm alatti hulladéknak Vasfém kihordó szalag Szállítószalag nem vas leválasztóra Nem vas kihordó szalag Légosztályozóba hordó szalag Finomaprítóra hordó szalagrendszer Finomaprító alól kihordó szalag Kitároló szalag Szállítószalag a bálázógépre 9. A technológiai beállítás stádiumában lévő rendszer eljárástechnikai felülvizsgálata a hulladékanalízis eredményei alapján Az alábbi fejezetrészben azt fogom kifejteni, hogy az üzembe telepített berendezések kiválasztása a megfelelő volt-e, az elválasztási szemcseméterek és élessége jól lett-e beállítva valamint gazdaságosság becslése alapján költséghatékony-e az üzem működése. Az egyik legfontosabb vizsgálati forma a hulladékanalízis, amely megmutatja, hogy az egyes településekre milyen hulladékfajtából mennyi érkezik be, pontosabban milyen a hulladék összetétele. Ezeket a vizsgálatokat negyedéves periódusokba szokták elvégezni a hulladéklerakóknál és hulladék feldolgozásával foglakozó cégeknél. A vizsgálatokat egy külsős cégnek adják ki feladatba (mint jelenesetben). A vizsgálatokból látni, hogy az évszakonként kismértékben eltérő a hulladék összetétele. Például a téli időszakba az éghető anyagok és a biológiai hulladék mennyisége észrevehetően lecsökken. 43
A ZV Nonprofit Kft.-nek nincsen saját laboratóriuma, ezért akkreditált laborral elemeztet negyedévente a vonatkozó szabványnak megfelelően. A GEON System Kft. munkatársai a ZV Nonprofit Kft. megbízásából hulladék-összetétel vizsgálatot végeztek a Sajókazai Regionális Hulladéklerakón. A hulladék összetétel vizsgálatát a MSZ 21420-28 és a MSZ 21420-29 szabványok alapján készültek el. Ezen megbízás során 7 darab negyedéves időszakot vizsgáltak meg. A vizsgálat eredményeit összesítve a következő három táblázatot készítettem el. Az MBH-ra vonatkozó hulladékanalízis negyedéves periódusok felbontásában. A alábbi táblázat (1. táblázat) a felső szitára (D>100 mm) feladott és fennmaradt hulladék az elsődleges válogatás adatait mutatja be tömegszázalékban: Elsődleges válogatás 2014.IV. negyed 2015.I. negyed 2015. II. negyed 2015.III. negyed 2015.IV. negyed 2016. I. negyed 2016. II. negyed Hulladék m [%] fajtája Biológiai 20,39 27,19 35,85 32,76 39,11 28,56 30,18 Papír 11,19 3,8 3,72 5,06 5,74 5,68 5,87 Karton 1,92 0,89 2,78 2,99 1,51 2,25 4,18 Kompakt 1,24 1,17 0,74 1,48 1,77 1,05 4,19 Textil 4,68 4,69 8,38 5,54 2,81 4,68 3,66 Higiéniai 7,78 7,36 7,03 8,55 6,13 5,38 5,72 Műanyag 20,56 21,17 23,46 22,71 27,43 27,61 23,66 Éghető 1,05 2,44 2,19 2,93 2,14 2,33 3,61 Üveg 4,87 4,71 3,51 3,64 3,72 3,74 3,26 Fém 3,3 2,5 1,94 2,52 2,16 2,38 2,33 Éghetetlen 3,97 7,62 5,78 4,42 1,01 3,46 4,47 Veszélyes 1,8 1,48 0,66 1,12 0,76 1,56 2,92 Finom frak. 17,24 15 3,95 6,27 5,72 11,33 5,96 1. táblázat Elsődleges válogatás [Szerző összegzése] 44
A következőben a másodlagos válogatás, azaz a középső szitán (20 mm < D < 100 mm) fennmaradt hulladékadatait összesítő táblázatot (2. táblázat) mutatom be ugyancsak tömegszázalékos mértékegységgel: Másodlagos válogatás 2014.IV. negyed 2015.I. negyed 2015.II. negyed 2015.III. negyed 2015.IV. negyed 2016.I. negyed 2016. II. negyed Hulladék m [%] fajtája Biológiai 25,76 28,37 36,58 32,63 43,6 25,53 38,86 Papír 3,84 2,85 3,68 6,76 2,15 3,5 3,67 Karton 0,45 0,55 1,77 3,1 0,7 0,99 1,61 Kompakt 0,69 1,08 1,02 1,64 1,4 1,74 3,14 Textil 0,94 0,5 1,32 1,41 0,93 1,11 0,91 Higiéniai 4,02 3,05 4,17 4,46 3,26 3,88 5,27 Műanyag 4,74 4,96 4,72 8,37 3,33 4,24 8,63 Éghető 0,65 1,12 1,7 1,48 1,87 1,32 1,87 Üveg 2,31 1,66 3,47 2,79 2,61 3,4 4,26 Fém 1,65 1,19 1,66 1,85 1,35 1,38 1,02 Éghetetlen 3,8 3,15 5,36 2,97 3,2 3,42 4,23 Veszélyes 1,31 0,61 1,01 2,05 0,85 1,04 1,77 Finom frak. 49,85 50,9 33,53 30,5 34,73 48,45 24,74 2. táblázat Másodlagos válogatás [Szerző összegzése] A táblázatban jól látható, hogy a műanyag frakció sokkal kevesebb, mint az előző táblázatban. Ebből arra lehet következtetni, hogy a 100mm-es szemcsenagyságú szitán sok műanyag marad fent. Ennek olyan okai lehet, hogy nagyméretű műanyagok kerülnek, a rendszerbe vagy összeakadva kerülnek a szitára. A finom frakció viszont ennél a szitálási résznél a legnagyobb értelemszerűen. 45
Végül a nedves összetételre vonatkozó adatok összesített táblázata (3. táblázat) a hulladékanalízisek alapján: Nedves összetétel 2014.IV. negyed 2015.I. negyed 2015.II. negyed 2015.III. negyed 2015.IV. negyed 2016.I. negyed 2016. II. negyed Hulladék m [%] fajtája Biológiai 23,68 28,79 37,14 33,73 41,51 26,89 34,82 Papír 7,23 3,09 3,61 5,31 3,96 4,73 4,77 Karton 1,00 0,58 2,41 2,94 1,08 1,72 2,88 Kompakt 0,91 1,09 0,84 1,45 1,57 1,34 3,66 Textil 2,29 1,73 6,01 3,7 1,9 3,02 2,24 Higiéniai 5,54 4,78 5,7 5,99 4,74 4,58 5,44 Műanyag 10,56 9,93 16,13 16,08 16,09 16,71 15,95 Éghető 0,81 1,47 1,91 2,28 2,02 1,85 2,69 Üveg 3,21 2,75 3,46 3,15 3,17 3,64 3,74 Fém 2,24 1,67 1,76 2,15 1,67 1,9 1,63 Éghetetlen 3,53 4,93 5,52 3,45 2 3,36 4,31 Veszélyes 1,5 0,88 0,78 1,59 0,77 1,28 2,3 Finom frak. 37,5 38,32 14,71 18,18 19,53 28,98 15,55 3. táblázat Nedves összetétel [Szerző összegzése] A három táblázat alapján azt a konklúziót lehet levonni, ami a legszembetűnőbb is, hogy a biológiai részegység 20-45% között ingadozik évszaktól függően, télen kevesebb tavasszal, nyáron és ősszel több kerül a beszállításra. Átlagba ez annyit tesz, hogy 30.58% a biológiai frakció az összes feladást tekintve. Viszont a folyamatábrán (16. ábra) láthatott kihozatali érték körülbelül 53%-a a feladott hulladéknak, ami nagyon sok. Ebből az derül ki, hogy az olyan is frakció a komposztba kerül, ami miatt ez a mennyiség nagyobb lesz, viszont a minősége rosszabb. Ezen problémafelvetésemhez a megoldási javaslatomat a későbbiekben fogom kifejteni. 46
4. táblázat Kihozatali értékek a próbaüzem ideje alatt [44] Az előző oldalon látható táblázat (27. ábra) bemutatja a mechanikai-biológiai hulladékkezelő próbaüzem vizsgálata során elvégzett mérések kihozatali értékeit mutatja be. Az adatok előkezelt hulladék nedvességtartalma változó, melyet szintén tartalmaz a táblázat. 47
Szembetűnő, hogy a próbaüzem kezdetén még kevesebb volt a feladott hulladék, plusz a berendezések beállítása is folyamatosan javult, például februárban 4% volt, míg júniusban már 12,6% volt ez az érték. A százalékok jól mutatják, hogy az RDF kihozatali értékek a havi ciklust tekintve folyamatosan javuló tendenciát mutat, de nem éri el a kihozatali célként kitűzött 15%-ot. ezért szükséges további beavatkozás. 9.1. Hasznosítás gazdaságossági szempontú elemzése Az energiahatékonyság fogalma 2006/32/EK irányelv szerint a teljesítményben a szolgáltatásban, a termékekben vagy az energiában kifejezett hozam és a befektetett energia aránya. Számszerűsíthető formába öntve: az egységnyi termék/output előállításához felhasznált energia mennyisége (fajlagos energiafogyasztás). Alapesetben GJ/tonna mértékegységgel jellemezhető, mint felhasznált energia/létrehozott termék aránypárosa. Az elérhető legjobb technika referenciadokumentum az energiahatékonyság létesítményszinten történő megvalósításának folyamatára tesz megállapításokat az általánostól az egészen részletes szempontokig (energiahatékonyság rendszer építésétől kezdve a rendszer karbantartásán keresztül az alkalmazott technológia folyamatos kutatásafejlesztése folyamatig bezáróan), A technológia a dokumentáció szerint összhangban van a referenciadokumentumban foglaltakkal, konkrét számadatok a viszonyításhoz legalább egy évig tartó üzemeltetést követően nyerhetőek a Ht. 2. (1) bekezdés 20. pontja szerint bármely kezelési művelet, amelynek fő eredménye az, hogy a hulladék hasznos célt szolgál annak révén, hogy olyan más anyagok helyébe lép, amelyeket egyébként valamely konkrét funkció betöltésére használtak volna, vagy amelynek eredményeként a hulladékot oly módon készítik elő, hogy ezt a funkciót akár az üzemben, akár a szélesebb körű gazdaságban betölthesse. [2012. évi CLXXXV. tv (Ht) alapján] A másik célja az energia hasznosítás: a Ht. 2. (1) bekezdés 8. pontja szerint hasznosítási művelet, amelynek során a hulladék energiatartalmát kinyerik, ideértve a biológiailag lebomló hulladékból történő energia-előállítást, valamint az olyan anyaggá történő feldolgozást, amelyet üzemanyagként, illetve tüzelőanyagként használnak fel. [2012. évi CLXXXV. tv (Ht) alapján] 48
9.2. Hulladék státusz megszüntetése, termékké minősítés rendszere Az előkezelési tevékenysége során keletkező energetikailag hasznosítható nem veszélyes hulladékokból, állandó minőséggel rendelkező, tüzelőanyagot helyettesítő minősített, terméktanúsítvánnyal ellátott szilárd alternatív tüzelőanyagot termékekké javasolt minősítettetni akkreditál jogosultsággal rendelkező szervezettel. Termék minőségellenőrzési rendszere röviden a következő. A kitárolást követően megtörténik az ISO szabvány szerinti minőségellenőrzés. Ennek megfelelően a gyártástechnológiai mintavételezés belső szabályzat szerint, akkreditált mintavételi helyeken fog történni az erre a tevékenységre akkreditált szervezet útján. Az SRF termék minősítése a ZV Nonprofit Kft. belső dokumentációban leírtak alkalmazásával történik, mely a termelt SRF-ek minősítési és besorolási folyamatát és az ahhoz kapcsolódó dokumentálási folyamatokat tartalmazza. Az SRF késztermékeknek a Szilárd újrahasznosítható tüzelőanyagok. Jellemzés és osztályok. megnevezésű MSZ EN 15359:2012 szabvány, valamint a szabvány használatához szükséges, a szabványban hivatkozott dokumentumok szerinti megfelelőségét folyamatosan ellenőrzi a Kft. és dokumentálja különös tekintettel az ún. kötelezően megadandó tulajdonságokra. Az MSZ EN 15359 szabvány 2012. március 1-jén közzétett angol nyelvű változatának 2012. szeptember 1-jén meghirdetett magyar nyelvű változata alapján a szilárd újrahasznosítható tüzelőanyagok (solid recovered fuel, rövidítve: SRF) osztálybasorolásri rendszere három fontos szemponton alapul: - fűtőérték átlagos értéke (ar) - klórtartalom átlagos értéke (d) - higanytartalom átlagos mediánja és 80. percentilis értéke (ar) Ezen értékeket a következő táblázatba szemléltetem, hogy számomra lényeges adatok szembetűnőek legyenek ezért a Sajókazán előállított értékeket feketével vastagon emeltem ki. 49
Osztálybasorolási tulajdonság Statisztikai mérték Egység Osztályok Fűtőérték Átlag MJ/kg (ar) 25 20 15 10 3 (NCV) Klór (Cl) Átlag % (d) 0,2 0,6 1 1,5 3 Higany (Hg) Medián 80.percentilis mg/mj (ar) mg/mj (ar) 0,02 0,04 0,03 0,06 0,08 0,16 0,15 0,30 0,50 1,00 5. táblázat A szilárd újrahasznosítható tüzelőanyagok osztályba sorolási rendszere [19] Az előállított SRF termékek olyan felhasználó részére adható át, amelyeknek a kialakítása, üzemeltetése megfelel a hulladékok égetésének műszaki követelményeiről, működési feltételeiről és a hulladékégetés technológiai kibocsátási határértékeiről szóló rendelet követelményeinek, illetve a szükséges hatósági engedélyekkel rendelkezik. Amennyiben a hulladék bevizsgálását követően a megfelelőségi igazolás nem teszi lehetővé a hasznosítási cél szerinti felhasználást, a nem minősített, újrafeldolgozott hulladékokat továbbra is hulladéknak kell tekinteni és azokat érvényes kezelési engedéllyel rendelkező hulladékkezelőnek átadni Hasznosítási műveleten átesett anyag vagy tárgy a továbbiakban nem tekintendő hulladéknak a következő feltételek együttes teljesülése esetén: meghatározott célra rendeltetésszerűen, általános jelleggel használják, rendelkezik piaccal vagy van rá kereslet, megfelel a rendeltetésére vonatkozó műszaki követelményeknek és a rá vonatkozó jogszabályi előírásoknak, szabványoknak, és használata összességében nem eredményez a környezetre vagy az emberi egészségre káros hatást [40]. Természetesen jelentős bevételhez juthatna ezáltal a cég és nem mellesleg a lerakásra kerülő hulladék mennyisége is csökkenhetne. Jelenleg a 2012. CLXXXV törvény szerint meghatározott lerakásra került hulladékokra (beletartoznak a települési hulladékok is) hulladékjárulékot kell fizetni, melynek díja tonnánként 6.000 Ft. A Orbán-völgyi hulladéklerakóra beszállított mennyiségeket figyelembe véve ez az összeg negyedévente mintegy 50-60 millió forint lenne előkezelési tevékenység alkalmazása nélkül. Ezen összeg jelentős csökkentése az egyik gazdasági szempontból kitűzött cél. 50
Az SRF termékeket például cementgyárak vagy az erőművek lehetne szállítani és hasznosítani, mint fűtőanyag. Meglelő hasznosítási eljárás még a pirolízis, szintézis gáz előállítására is. 9.3. Légszeparátor eljárástechnikai vizsgálata A (4. táblázat), illetve a ZV Nonprofit Kft.-nél végrehajtott légszeparátor termékek szemrevételezése alapján felmerült, hogy a légszeparátor szétválasztásának jósága nem megfelelő. Ennek következtettében a vizsgálatom célja az volt, hogy a légszeparátor kihozatali értékeit megnézzem, hogy miért kerül sok könnyű anyag a nehéz anyagok közé. A vizsgálatot az üzemből kapott mintaanyagok feldolgozása segítségével és a Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Kar műhelycsarnokában átalakított légszeparátor (VENTIFILT VHF-40 típusú) berendezés használatával (28. ábra) végeztem el. Az utóbbi berendezés frekvenciaváltóval (28. ábra) és 4kW-os elektromos motorral működik. A kísérlet menete az, hogy leszitálom a behozott mintákat, majd a laboratóriumi légszeparátorral megmérem, hogy az egyes frakciók, hogy választódnak szét különböző légsebességeknél. Ezután 1 napig szárító szekrénybe tettem a mintákat, hogy a nedvességet lecsökkentsem, majd ugyan ezt a kísérletet elvégeztem még egyszer most már száraz frakciókra. 27. ábra Frekvenciaváltó [Szerző saját készítése] 51
28. ábra VENTILFILT VHF-40-es típusú berendezés [szerkesztő saját készítése] A vizsgálatot először is a három minta begyűjtésével kezdtem, amiket a ZV Nonprofit Kft. MBH üzeméből a légszeparátor feladása előtti viszont a dobszittán átkerült anyagfrakciót szállító szalagról lett kiszedve. A másik kettő frakció a légszeparátoron már túl jutott könnyű és nehéz frakciók. A második lépésbe az Egyetem laboratóriumában elvégeztem a szitálást, ami egy 100mm-es síkszita volt. Erre azért volt szükség, mert az Egyetem berendezést átalakítva is félő volt, hogy eltömődik a nagyobb szemcseméretű anyagoktól. A szitálás eredményeit az alábbi képekkel (29. 30. 31. ábra) szemléltetem. A képeken jól látható, hogy a nehézfrakcióba is sok RDF alapanyag kerül bele, ami ugye a lerakóra kerül. 52
29. ábra: <100mm-es szitált feladási termék szárítás előtt [Szerkesztő saját készítése] 30. ábra: <100mm-es szitált nehéz termék szárítás előtt [Szerkesztő saját készítése] 53
31. ábra: <100mm-es szitált könnyű termék szárítás előtt [Szerkesztő saját készítése] A vizsgálat lényegi része a légszeparátorral történő mérés, ahol az egyes frakciókon belül a különböző anyagok szétválasztását vizsgáltam. Nagyon jól lehetett látni, hogy az egyes frakcióknál a különböző szemcsék, hogyan viselkedtek más és más légsebességnél. Az papírok, szatyrok, fóliák, kisebb műanyag darabok azonnal kirepültek a csövön 30Hz-es ( m/s légsebesség)beállításnál, míg a joghurtos doboz nem. A frekvenciaváltót feltekerve 35Hz-re (10,26 m/s légsebesség) már a joghurtos pohár is kijött a csőből. Ezen frekvencia teljesítmény mellett, a sörös doboz is felemelkedik, viszont a nehezebb fémek például a konzerves doboz 45Hz és 50Hz-es (9,57-11,53 m/s-os légsebesség) motorfrekvencián csak mozgolódik annak esélyen, hogy a könnyűtermékek közé kerüljön minimális. Egy napi szárítás után a vizsgálatot újra elvégeztem, most már a nedvességtartalom minimalizálásával, hogy így milyen eltérések vannak a szétválasztás során. Észrevehető is volt a különbség, hogy a szárazabb anyagok nem tapadnak össze, hanem könnyebben széttudnak válni egymástól. 54
A számolásokhoz az alábbi képleteket alkalmaztam: = 100 K érték a (4. táblázat) alapján ki számolt könnyű illetve nehéz termék százalékos megoszlása. Kk= 39,67% Kn= 60,33% = + mutatom be: A következő három táblázatba a nedves termékek légsebesség szerinti eloszlását v i v i+1 Δmi [%] Δm i R F i (v) 0 0 0 0 0 0 11,1 73,06 28,98 28,98 11,1 12,5 26,94 10,69 39,67 Összesen - 100 39,67-6. táblázat Nedves könnyű frakció eloszlása [Szerző saját készítése] v i v i+1 Δmi [%] Δm i R F i (v) 0 0 0 0 39,67 0 10,4 60,65 36,59 76,26 10,4 13,08 39,35 23,74 100,00 Összesen - 100 60,33-7. táblázat Nedves nehézfrakció eloszlása [Szerző saját készítése] v i v i+1 Δmi [%] Δm i R F i (v) 0 0 0 0 0 0 7,14 14,93 14,93 14,31 7,14 9,14 16,83 16,83 31,76 9,14 9,57 4,51 4,51 36,26 9,57 13,08 63,74 63,74 100,00 Összesen - 100,00 100,00-8. táblázat Nedves feladási frakció [Szerző saját készítése] 55
mutatom be: A következő három táblázatba a száraz termékek légsebesség szerinti eloszlását v i v i+1 Δmi [%] Δm i R F i (v) 0 0 0 0 0 0 8,35 74,84 29,69 29,69 8,35 10,26 25,16 9,98 39,67 Összesen - 100 39,67-9. táblázat Száraz könnyű frakció eloszlása [Szerző saját készítése] v i v i+1 Δmi [%] Δm i R F i (v) 0 0 0 0 39,67 0 8,12 58,72 35,43 75,10 8,12 11,53 41,28 24,90 100,00 Összesen - 100 60,33-10. táblázat Száraz nehéztermék eloszlása [Szerző saját készítése] v i v i+1 Δmi [%] Δm i R F i (v) 0 0 0 0 0 0 7,14 14,31 14,31 14,31 7,14 9,14 10,91 10,91 25,22 9,14 9,57 5,02 5,02 30,24 9,57 11,53 69,76 69,76 100,00 Összesen - 100,00 100,00-11. táblázat Száraz feladási termék eloszlása [Szerző saját készítése] A csonka függvény vizsgálata során azt sikerült megállapítanom, amit a következő kettő (32. illetve 33.) ábra is jól mutat, hogy a nehéz termék leválasztásának nagy a hibaértéke, mind a száraz és mind pedig a nedves frakciók esetében, ezeket a vonalkázott területekkel ábrázoltam. A másik észrevételem a könnyű frakció leválasztási hatékonysága, a nedvesnél alacsony hibaértéket mutat, míg a száraz eloszlási görbén már ez szinte nem tapasztalható, itt is szintén a vonalkázott területek jelzik a hatékonysági hibát. 56
32. ábra Nedves frakció eloszlási csonkagörbéje légszeparátorra [Szerző saját készítése] 33. ábra Száraz frakció eloszlási csonkagörbéje légszeparátorra [Szerző saját készítése] 10. ZV Nonprofit Kft. TSZH feldolgozására javaslatok A vizsgálat és az értékelések után levont konklúzió alapján az üzemeltetés jobb hatékonysága érdekében javaslatot kívánok tenni a diplomamunkámban. A technológia hatékonyabbá tétele szempontjából egy módosított folyamatábrát (34. ábra) mutatok be, illetve a lehetséges technológiai sort javaslom ugyanazon éves kapacitásra. 57
46.550 t/év :250 d=186t/d :14h= 13,3 t/h Települész vegyes hulladék 13,3 t/h Előaprító 100-200mm Biostabilizálás Víz, CO2 Komposztálható maradék anyag Dobszita: 30-40mm Mágneses leválasztó Vas Légszeparátor Könnyű frakció Nehéz frakció PVC NIR optikai válogató Nem vas leválasztó Nem vas fém Utóaprító: 30-60mm Nehéz anyag Bálázó RDF Hulladéklerakó 34. ábra Javasolt technológia folyamatábrája 58
Az elsőszámú javaslattételem a technológiai sor elején lenne, mégpedig az aprítás utáni biostabilizálás beiktatása. A biostabilizálás során, amelyet a szemi-permeábilis fóliával letakart és kényszerszellőztetés alatt álló statikus ágyban végezzük, a hulladék térfogata és tömege lényegesen lecsökken a biolebomlás okozta vízgőz eltávozása révén. Ezzel együtt a hulladék nedvességtartalmának bekövetkező csökkenése lehetővé teszi a stabilát további könnyű feldolgozását, úgymint a stabilát és a biostabilát szétválasztását, valamint a lé-, ill. mágneses szétválasztását. Szárazabb anyag könnyebben szét tud válni, így ez nagy hatékonyságot javító lehetőség. Ezen kívül még a CO2 tartalma is csökken, de ez kevesebb jelentőséggel bír. A következménye, hogy nagyobb lenne az RDF kihozatal, hiszen csökken a nedvességtartalom és a leválasztás százalékos aránya is megnőne, ezért 30-40 mm-esre javaslom a szitálás elválasztási szemcseméretét, ugyanis a komposztálható maradékanyagban sok olyan értékes hulladék kerül komposztálásra, aminek az RDF-nél lenne a helye. Ezért is olyan sok a komposztálásra kerülő maradékanyag kihozatali értéke, ami körülbelül 53%-a a feladott TSZH-nak. Ezzel a komposzt minősége is javulhatna illetve az RDF mennyisége is jelentősen nőhetne. A következő javaslatom, hogy a légszeparátor beállításának átállítási lehetősége lenne. Ezt azzal magyarázom, hogy a technológia felülvizsgálat során készítettem a légszeparátorra egy eljárástechnikai vizsgálatot (9.3. fejezetbe leírtak) ami, meg mutatatta, hogy a berendezés az aktuális beállításával nem teljesen működik hatékonyan. A negyedik javaslatom a technológiába a mágneses leválasztó és a légszeparátor berendezések közé egy optikai válogató üzembe helyezése lenne, a PVC hulladék kiválogatására. Ezáltal hatékonyabb kihozatali RDF értékeket lehetne elérni és csökkenne a másodtüzelőanyag klórtartalma is. Véleményem szerint a NIR rendszerű optikai válogató lenne az alkalmas a különféle típusú anyagok pneumatikus módon történő szétválasztására. A NIR (angolul: Near InfraRed, azaz infravörös közeli tartomány) szenzor az egyedi visszavert fények alapján ismeri fel a különböző hulladékokat. Ezeket a sugarakat a érzékelők a feldogozzák a másodperc tört része alatt és analízisével azonosítják. Az optikai válogatók programozása szerint beállított anyagokat a számítógép érzékeli és a sűrített levegős rendszer segítségével kifújja az anyagáramból. A teljes rendszer alapfelszereltsége számos opcionális kiegészítővel módosítható. A válogató berendezés rendkívül felhasználóbarát kialakítású, teljesen zárt egységet képez, és a kíváncsiskodó tekintetek elől rejtve marad a gép lelke. Csupán a többnyelvű, érintőképernyős vezérlőpult, valamint egy hordozható számítógép árulkodik a munkafolyamatokról. A kiválogatott anyag a gépek 59
végénél elhelyezett konténerekbe hullana. Ugyanezt a berendezést alkalmazza a MIREHUKÖZ Nonprofit Kft is Hejőpapin a hulladékkezelő üzemében. A javasolt berendezés paraméterei: Szalagsebesség: 2,5-4 m/s Másodpercenkénti érzékelés: 27 millió [39]. 35. ábra NIR optikai válogató (MiReHuKöz fényképe, 2016.11.07.) [39] 60