Oldal1 Hulladékhasznosító Mű Nagy nedvességtartalmú hulladékok (szennyvíziszap, kommunális hulladék darálék, RDF STABILÁT) technológiába integrált, termikus ártalmatlanítása és tömegcsökkentése, energia nyereséggel (zöldáram termeléssel), foszfát kinyeréssel
Oldal2 1. Bevezetés... 5 1.1. Piacelemzés, a potenciális első piacok meghatározása... 10 1.1.1. A piac meghatározásának stratégiai megközelítése... 11 1.1.1.1. Hazai, mint minimális piac... 12 1.1.1.2. Külföldi potenciális piacok ismérvei:... 12 1.1.2. Termék leírása (tervezett kapacitások, milyen technológiát szolgál ki) 13 1.1.2.1. A szennyvíziszap és egyéb szerves települési hulladék komposztálása és azok termikus ártalmatlanítása hatásának összehasonlítása.... 15 1.1.2.2. A kifejlesztett berendezés műszaki tartalma és újdonságai... 17 1.1.3. Potenciális vevők... 19 1.1.3.1. Milyen kapacitású üzemeket vagyunk képesek kiszolgálni?... 20 Szennyvíziszap monoégetés... 20 Szennyvíziszap és RDF hulladék együtt égetése... 20 Rothasztás a fermentációs maradvány és RDF együtt égetéssel... 21 1.1.3.2. Hazai potenciális vevőkör... 21 1.1.4. A piacok összefoglaló elemzése és 5 legígéretesebb piac kiválasztása... 23 1.2. Összehasonlító életciklus elemzés összefoglalója... 25 1.3. Hatósági szabályozás elemzés. A szennyvíziszap ártalmatlanítás jogi keretei... 29 1.3.1. Uniós jogszabályi környezet... 29 1.3.2. Magyar jogszabályi környezet... 29 A szennyvíziszapra vonatkozó hatályos hazai jogszabályok... 31 1.3.3. Más országok jogszabályai... 32 1.3.3.1. Németországi jogszabályi környezet... 32 Hulladékhasznosítási törvény /Das Kreislaufwirtschaftsgesetz (KrWG) /... 32 Szennyvíziszap rendelet/ Klärschlammverordnung (AbfKlärV)... 33
Oldal3 Határértékek... 34 Trágyatörvény /Düngemittelrecht/... 34 Düngemittelverordnung (DüMV) Trágyaösszetétel rendelet... 35 Szövetségi emissziós rendelet /Bundes-Immissionsschutzverordnung BImSchV/... 35 1.3.3.2. Bulgáriai jogszabályi környezet... 35 Az EU direktíváktól való eltérések és a pontosabban szabályozott kérdések Bulgáriában:... 36 Egyéb kapcsolódó jogszabályok:... 37 Szennyvíziszap kezeléséhez kapcsolódó hulladékjogszabályok:... 37 1.4. A berendezés piacra lépéséhez szükséges engedélyek megszerzésének menete... 38 1.4.1. EU általános vonatkozó direktívái/egyéb követelmények 38 1.4.2. Magyarországi engedélyezési folyamatok... 39 1.5. Költség-haszon elemzés... 40 1.5.1. Üzleti folyamatok leírása és résztvevők azonosítása... 41 1.5.2. A berendezés alkalmazásának (többlet) költségei... 42 1.5.3. A berendezés alkalmazásának technológiában való integrálásának előnyei 42 1.5.4. Kiegészítő információk a nemzetközi piacok elemzéséhez... 44 1.5.5. Beruházási költségek... 45 1.5.6. Egyes megvalósítási verziók költség-haszon elemzése... 45 1.5.7. Ábra - Értéklánc... 48 1.6. Üzleti terv... 48 1.6.1. Erőforrások... 49 1.6.1.1. Emberek és szervezet... 49 Projekt vezetés... 50 Műszaki fejlesztés... 50 Üzletfejlesztés... 51 1.6.1.2. Pénzügyi erőforrások... 52 1.6.1.3. Gyártási kapacitások... 53 1.6.2. Vállalati folyamatok... 54
Oldal4 1.6.2.1. Értékesítési folyamatok... 54 1.6.2.2. Beszerzési folyamat... 55 1.6.2.3. Termelési folyamat... 56 1.6.2.4. Minőségbiztosítás... 56 1.6.3. Potenciális ügyfelek, vevők... 58 1.6.3.1. Ügyfelek jellemzése... 58 1.6.3.2. Hogyan lehet megfogni az ügyfelet?... 59 1.6.3.3. Az egyes hulladéktípusok (keverékek) ártalmatlanításának gazdaságossága (Produkálható eredmény)... 59 1.6.3.4. A berendezés és technológia használatával elérhető eredmény tényezői 59 Foszfor a hamuban... 61 1.6.3.5. Az egyes hulladék keverékek használata esetén elérhető eredmények... 62 Szennyvíziszap monoégetés... 62 Víztelenített szennyvíziszap és RDF hulladék együttégetés... 64 Rothasztás a fermentációs maradvány RDF hulladékkal való együtt égetésével... 65 1.6.3.6. Az egyes változatok megtérülési ideje... 67 1.6.4. Értékesítési csatornák... 67 1.6.4.1. Magyarországi értékesítés... 67 1.6.4.2. Külföldi értékesítés... 68 1.6.4.3. Marketing stratégia... 68 1.6.5. Pénzügyi tervezés... 70 1.7. Szellemi tulajdon védelme és iparjogvédelmi stratégia kialakítása... 71 1.8. Potenciális vevők és partnerek elérése... 72 1.8.1. Workshopok tapasztalatai... 73
Oldal5 1. Bevezetés A szennyvíziszapot és egyéb maradékanyagagokat ártalmatlanítani kell. A jelenlegi gyakorlat a mezőgazdasági kiszórás vagy lerakókban történő tárolás. Ez a gyakorlat hátrányokkal jár, amely csak az utóbbi időben tudatosul. A szennyvíziszap kockázattal járó szerves hulladék. Emberre és állatra egyaránt veszélyes, patogén, élő szervezeteket (baktériumok, penész), mérgező, szervetlen anyagokat, gyógyszereket és egyéb szervmaradványokat tartalmaz. Tartalmaz továbbá nehézfémeket is: Hg, Pb, Cd, Co, stb. A szennyvíziszappal egy sor problémás anyag is a termőföldbe kerül és felhalmozódik. A szennyvíziszap mezőgazdasági kihelyezése által ezek a káros anyagok bent maradnak a természet körforgásban természetellenesen feldúsulva, károsítva az élővilágot. Minden rosszban van valami jó is tartja a közmondás, úgyanis ha már az anyagok relatív koncentrált formában rendelkezésre állnak, hatékonyabb eltávolítási stratégiákat vehetünk figyelembe, mint a drasztikusan lecsökkentett csökkentett maradékanyag-lerakással kapcsolatos elégetést (megsemmisítést). Alapvetően a megsemmisítés, égetés szót nem kívánjuk használni, hiszen a mi esetünkben az égetés, termikus anyagátalakítás! A BIOMORV Kazánfejlesztő, Gyártó és Üzemeltető Zrt. (székhely: 8975 Szentgyörgyvölgy, Kossuth L. u. 34., levelezési cím: 1085 Budapest, Kisfaludy u. 28/a. 2/2.) korábbi tapasztalatai, illetve jogszerű használatában birtokolt szabadalmak, és szabadalmi bejelentések alapján lehetőséget látott olyan ártalmatlanító berendezés kifejlesztésére amely, alkalmas a szennyvíziszap monoégetésére (szárított és mechanikailag víztelenített iszapkeverék formájában): o nincs szálltás, az ártalmatlanítás a hulladéknál valósul meg o az égetéshez fosszilis energia hordozó felhasználásra ne legyen szükség; o az égetés során felhasználható többlet energia keletkezzen; o a berendezés üzemeltetetése során mindenben feleljen meg a hulladék égetés követelményeinek (emisszió, égetési hőmérsékletek) o közvetlenül kapcsolható (integrálható) legyen az alkalmazott szennyvíztisztítási technológiához. Az egri szennyvíztisztító telepen évente 10 000 t víztelenített (20% sz. a tartalmú) szennyvíziszap keletkezik. mechanikailag
Oldal6 Az eddiekben ezt jelentős mennyiségű földgáz és elektromos energia felhasználásával szárították (Sulzer típusú szárítóval) a lerakandó tömeg csökkentése érdekében- és a szárítmányt hulladék lerakóba vitték. Ez a gyakorlat egyrészt jelentős költség és fosszilis energiahordozó felhasználással járt, másrészt a keletkező szennyvíziszap semmilyen módon nem hasznosult. A szennyvíztisztító telep megoldást keresett egy olcsóbb ártalmatlanító eljárásra. A fentebb meghatározott célnak megfelelő berendezést - amelyet a BIOMORV Zrt. saját eszközökből fejlesztett ki - Heves Megyei Vízmű Zrt Egri szennyvíztísztító telepére telepítette. (Eger, Kőlyuk utca) A telepített berendezés szennyvíziszapon kívül 10%-ot meg nem haladó mennyiségben adalék tüzelőanyagként kizárólag biomasszát (faaprítékot és fapelletet) használ fel. A berendezés beszabályozására, a bevitt tüzelőanyagok (szennyvíziszap, faapríték, pellet) optimális arányának és az üzemviteli paraméterek meghatározására üzemi kísérleteket végeztünk. A szennyvíziszap kísérleti ártalmatlanítására 19,9 tonna mennyiségű szárított szennyvíziszap kísérleti égetése az Észak-magyarországi Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség (ÉMI-KTVF) 219-15/2013. számú határozatával adott engedélyt. Mivel az égetőműnek egy pontforrása is van, légszennyező pontforrás létesítéséhez 1936-2/2013. számú határozatával az ÉMI-KTVF az levegőtisztaság-védelmi engedélyt is kiadott. A mérési eredmények a jogszabályi előírások betartásáról tanúskodtak. A kísérleti égetés során bebizonyosodott, hogy: - A berendezés alkalmas a szennyvíziszap monoégetésen túl minden olyan kockázatot jelentő szerves hulladék (és azok keverékének) ártalmatlanítására amelynek: o szárazanyag tartalma meghaladja az 51%-ot o összes tömegére vetített fűtőértéke meghaladja a 6MJ/kg-ot o a hamutartalom pedig 30% alatti. - Az ártalmatlanítás során visszamaradó hamu vizsgálata bebizonyította, hogy számos, a növények számára értékes anyagot is tartalmaz. (P, K, Ca, és nyomelemek Zn, Cu, Fe, Mn)
Oldal7 - A káros (toxikus) nehézfémek (Cd, Hg, Pb, Co, Mo) mennyisége pedig alatta van annak a határértéknek, amelyet a talajra kivihető komposzt szárazanyagára vetítve előírnak. Ez egyrészt azt bizonyítja, hogy a kifejlesztett berendezés a legszélesebb körben alkalmas a kockázatot jelentő szerves hulladék energia nyereséggel való ártalmatlanítására, másrészt indokolt foglalkozni a keletkező hamu értékes anyagainak mezőgazdasági (vagy egyéb) célú hasznosításával.(különösen figyelemre méltó a foszfor. A vizsgálatok szerint szennyvíziszap monoégetés esetén a hamu foszfor tartalma meghaladja a 15%-ot. A kivonására alkalmas módszer kidolgozása folyamatban van). Így a egri szennyvíziszap-égetőműben európai irányelvek és törvények szerint történik a káros szennyvíziszap mentesítése. Ezen felül megvan annak a lehetősége, hogy a termikus és villamos energiát az égetési folyamatból kicsatoljuk és ezzel hagyományos energiaforrásokat váltsunki. Összességében az égetés egy sor potenciális környezeti előnnyel jár. A szennyvíziszap-mentesítés, amely a Dunai Régió Stratégia nagyon aktuális problémája, ezzel az egri berendezéssel útmutató jelleggel javítható a környezet: termőföld, víz és levegő állapota. A potenciális lehetőség az alábbi ökológiai és gazdasági szempontokat érinti: - Higienizál meggátolja a káros anyagokkal terhelt szennyvíziszapnak a mezőre történő kiterítését és az ezzel együtt járó ivóvíz-szennyezést, valamint az élelmiszerek és takarmány által történő károsanyag felvételt. - A termelt energia különböző belső és külső folyamatokra bocsátható rendelkezésre, pl. a szennyvíziszap alacsony kibocsátású és energiahatékony teljes kiszárítására, azaz a hulladékmennyiség csökken. - A projekt Magyarország és Baden-Württemberg tudományos dolgozóit is összehozza, azzal a céllal, hogy közepes méretű vállalkozásokat támogassanak megfizethető, jövőbe mutató technológiáknak az Európában / Duna Régióban történő piaci bevezetésnél történő elterjesztésével; - A BIOFIVE-ENTECCO-eljárás szerinti regionális termikus hasznosítás alkalmazásával az értékteremtés az ebben résztvevő regionális városokban/községekben marad.
Oldal8 - A termikus hasznosítással a szennyvíztisztítók üzemeltetőinél nem szükségesek külön higiénizációs intézkedési beruházások. - Az egri berendezés modellként szolgál további hasonló szennyvíziszap-égető berendezések számára a Dunai Térségben. A szennyvíziszap-szárítás energiafelhasználása éppúgy megszűnik, mert megszűnik a szállítása, így a CO2-terhelés az iszapnak a hulladékégető berendezésekbe vagy a cementművekbe történő szállítása nincs, mivelhogy az iszapot helyben szárítják és égetik el. - A égető berendezés moduláris felépítésű és így méretében és a tervezett hulladék-összetételhez illeszthető, ahol a nedves, száraz vagy erjesztett szennyvíziszapon kívül aprítékot (nem szennyezett biomassza) vagy szilárd kommunális hulladékok darálékát, ún. póttüzelőanyagokat (kommunális hulladék darálék, SRF Stabilát) is lehet felhasználni. A berendezés számos újdonságot tartalmaz(l.1.1.2 fejezet) az eljárás pedig teljes egészében innovatív és közvetlen haszonnal (többlet bevétellel, valamint energia és költségmegtakarítással) jár,mert: - nem kell a hulladékot előkezelni; - nem a hulladékot szállítjuk az ártalmatlanítás helyére, hanem az ártalmatlanító berendezést telepítjük a hulladék keletkezési helyére, (az ott meglévő ott meglévő technológíához közvetlenül kapcsoljuk, ahhoz integráljuk) ez által kiküszöböljük annak többszörös mozgatását, és az azzal járó környezetterhelést, esetleg fertőzés veszélyt; - úgy keletkezik az ártalmatlanítás során energia, hogy semmiféle fosszilis energiahordozót nem kell felhasználni; - az ártalmatlanítás után visszamaradó égéstermékből még további hasznos anyagok állíthatók elő ez által a lerakásra kerülő - tovább semmiképpen nem hasznosítható hulladék tömege az eredeti tömegnek az 5%-át sem fogja kitenni. (A jelenlegi hulladékégető művek hamujának teljes tömegét lerakják.) Jelenlegi állapot A berendezés prototípusa készen van, üzemszerű működésre is képes. Az eddigi mérések bizonyítják, hogy a hulladék égetésére előírt követelményeket teljesíti. 2014. január 1.-én a környezetvédelmi, természetvédelmi, vízvédelmi hatósági és igazgatási feladatok terén szervezeti változások voltak.
Oldal9 Az első fokú környezetvédelmi hatóság az Észak-magyarországi Környezetvédelmi és Természetvédelmi Felügyelőség (ÉMI-KTV) lett. A BIOMORV Zrt. a települési szennyvizek tisztításából származó nem veszélyes hulladékok ártalmatlanítására (EWC 190805) 38-15/2014 számon 2014. szeptember 30-án 1. ábra: Az egri égetőmű engedélyt kapott. A Felügyelőség a levegőtisztaság-védelmi (helyhez kötött légszennyező diffúz forrás KTJ 102500986) engedélyeztetési eljárást a 14346-10/2014 (2014. november 28.) kérelmünkre 6 hónapra 2014. december 29-én felfüggesztette (folyamatos a hatósággal on-line kapcsolatban lévő - emisszió mérő berendezés telepítéséig). Eger Megyei Jogú Város 16454-12/2014. számon 2014. november 14-én a telephely engedélyeztetési eljárást a levegő-tisztaságvédelmi engedély beszerzéséig felfüggesztette. Az engedélyek betartását az EMI KTF legutóbb 2014. március 4-én 6160-1/2015 iktatószámon ellenőrizte. A jelzett emisszió mérő berendezés beszerelése folyamatban van, úgyhogy a berendezés üzemszerű működtetése hamarosan indulhat. Az Országos Vízügyi Főigazgatóság számára elkészült és a napokban véglegesített Vállalkozási szerződés keretében stratégiai felülvizsgálat, szennyvíziszap hasznosítási és -elhelyezési projektfejlesztési koncepciókészítés c. anyagában szennyvíziszap hazai égetéséről a következőket állapítja meg: Az EWC 18 08 05 településeken keletkező szennyvíziszap esetében 10 cég rendelkezik D10 kezelési módra szóló (hulladékégetés szárazföldön) hulladékártalmatlanítási engedéllyel, 9 cég pedig fűtőanyag célú felhasználásra (R1- Elsődleges tüzelő vagy üzemanyagként történő felhasználás vagy más módon energia előállítása) szóló hulladékhasznosítási engedéllyel.
Oldal10 A cégek közül szennyvíziszap monoégetést az országban az egri szennyvíztisztító telepen létesített 2-2,4 MW teljesítményű BIOMORV kazánnal végeznek (1t/h) ami 2013-ban 19 t próbaüzemmel működött és 2014 elején kapta meg a hulladékkezelési engedélyt. A sajóbábonyi veszélyes hulladékégetőben 2012-ben 1337 szennyvíziszap égetése történt meg. A többi hulladék égető települési szennyvíziszapot nem fogad. (Megjegyzendő: a következő, tervezőasztalon lévő kazánméret: 2,4 MW kapacitású) 1.1. Piacelemzés, a potenciális első piacok meghatározása A berendezés alkalmas a szennyvíziszap és hulladékok folyamatba integrált, környezetkímélő, termikus ártalmatlanítására és hő hasznosítására. A hozzá kapcsolható kiegészítő berendezés (ORC) lehetővé teszi a zöldáram termelését. A keletkező hamuból számos hasznos anyag (pl. foszfor) kinyerhető. A berendezés más technológiákkal való összehasonlítása nehéz, hiszen - ismereteink szerint nincsen olyan berendezés forgalomban amely fosszilis energia hordozó felhasználás nélkül 1-5 MW teljesítménnyel, energia nyereséggel képes a hulladék égetésre vonatkozó feltételeket teljesíteni. Ez a számos bejelentett, illetve szabadalmaztatott innovatív eljárásnak köszönhető. A berendezés alkalmas számos kockázatot jelentő hulladék fűtőanyagként való hasznosítására (pl. mechanikailag víztelenített és szolár vagy hagyományos szárítóval szárított iszap; szárított és dekantált fermentációs maradvány; mechanikailag víztelenített szennyvíziszap és RDF hulladék). A fűtőanyagként felhasználni tervezett hulladékok összetételétől függően az ártalmatlanítási feladatra a jelenlegi berendezés alkalmazása (1,6 MW teljesítménnyel) nagyon különböző nagyságú településeken (50-250 ezer lakos) jelenthet megoldást. Egerben pilot projektként elkészült berendezéssel óránként maximálisan 1,6 MWh hőenergiát állítható elő. Ehhez az ártalmatlanítandó anyag összetételétől függően 0,6 1,1 t maximum 49% víztartalmú szubsztrátumot (hulladékot) használ.
Oldal11 Képes 6 MJ/kg össztömegre vetített fűtőértékű keveréket elégetni. A folyamat végén keletkező hamu a bevitt szárazanyag 10-15 %-a (anyagfüggő). A szennyvíziszap égetésére szigorú előírások vonatkoznak (800-850 C induló hőmérséklet és legalább 2,5 másodperces 950 C os utóégetés, valamint szigorú emisszióra vonatkozó előírások). Ezeket a követelményeket az eddigiekben csak nagy erőművek kazánjai (kevert égetéssel) vagy a speciális hulladékégető művek tudták biztosítani. A Biofive-Garantfilter berendezésen kívül nem készült olyan berendezés, amely évi 15 20 000 t- ilyen típusú hulladékot ártalmatlanítani tudna az egyéb követelmények teljesítése mellett. A berendezés minden paraméterében eléri azt, ami a nagy égetők biztosítani tudnak. Mindemellett jelentős előnye versenytársaival szemben, hogy helyben biztonságossá teszi az ártalmatlanítást, ezzel számos környezeti kárt megszüntet (nagytömegű szállítás, kockázatot jelentő nagytömegű hulladék tárolása, szaghatás, porhatás stb.). A biztonságos ártalmatlanító eljárások közül ismereteink szerint a Biofive-Garantfilter Mű az egyetlen, amely nem használ fosszilis energia hordozót, és enélkül is energiát termel, amelynek felhasználásával az adott szennyvíztisztító telepen jelentős energia megtakarítást érhető el. A berendezés további előnye, hogy üzemeltetése nem igényel jelentős szakértelmet, terület igénye kicsi. Az egész berendezés automatikusan vezérelt, a technológia zárt. Ezek a tulajdonságok teszik lehetővé, hogy a berendezés széles körben lesz használható. 1.1.1. A piac meghatározásának stratégiai megközelítése A jövőbeli piacismeretünket fókuszálni fogjuk a kazánegységre, ehhez a minden anyagi és szellemi erőforrásunkat lekötő hosszabb kisérleti üzem után tudunk nagyobb erőket fordítani. Sajnos még nem jutottunk olyan erőforrásokhoz, amelyek ezt lehetővé tették volna. Így elsősorban a saját ismereteinket tudjuk felhasználni.
Oldal12 1.1.1.1. Hazai, mint minimális piac Az első piac mindenképpen Magyarország mégpedig olyan nagyobb szennyvíztisztító telepek, ahol jelenleg is rothasztás (biogáz előállítás) folyik. Az ártalmatlanítandó hulladék ezeknél lehet: - Dekantált (30% szárazanyag tartalmu) és szárított fermentációs maradvány keveréke - Dekantált fermentációs maradvány és RDF hulladék Azokon a szennyvíztisztító telepeken ahol rothasztás (biogáz előállítás) nincsen jól alkalmazható a mechanikailag víztelenített szennyvíziszap és az RDF hulladék együttégetése. (Ezzel egy kb. egy 30 000 lakosú település teljes szerves hulladék ártalmatlanítási problémája megoldható.) 1.1.1.2. Külföldi potenciális piacok ismérvei Az Európai Unió országaiban is óriásiak a különbségek a szerves hulladékok kezelésére, ártalmatlanítására, illetve felhasználhatóságára vonatkozó szabályozásban, de méginkább a végrehajtás gyakorlatában. A szerves hulladékok kezelésének környezeti hatását is nagyon különbözőképpen ítélik meg. Az Eurostat adatszolgáltatásában is nagyon sok a bizonytalanság, gyakoriak az ellentmondások is. Az egyes országok különbözőképpen értelmezik, az Unió állásfoglalásaiban, ajánlásaiban megfogalmazott elveket, és mivel nincs kötelező érvényű előírás, az egyes országok jogszabályaiban ezek sokszor meg sem jelennek, vagy más értelmezést kapnak. Európában elsősorban azokat az országokat tekintjük potenciális piacnak ahol: - jelenleg magas a szerves települési hulladék lerakási aránya - viszonylag magasak (az Unió erre vonatkozó állásfoglalásainak megfelelők) a lerakás költségei (illeték és kezelési díj) - jelenleg alacsony a szerves hulladék égetés aránya - szigorúbbak a környezet terhelésére vonatkozó határértékek (nehézfém tartalom megengedett értéke, stb.) Az Európai Unió ajánlást adott ki a hulladék lerakási díj kiszámítási módjára. Ezt figyelembe véve ennek minimális értéke 30-35 /t.
Oldal13 Vannak országok ahol ennél lényegesen alacsonyabb díjakat állapítottak meg. Itt vagy arról van szó, hogy az állam átvállalja a lerakással járó költségek jelentős részét, (nem érvényesül a fizessen aki szennyez elv) vagy valójában a lerakókban nem teljesítik a minimális környezetvédelmi követelményeket sem, így lehet alacsony a ráfordítás. Csak megemlítjük a minden országban (különböző mértékben) jelen lévő ökomaffia ténykedését. Ennek az a lényege, hogy alacsonyan tartsa a lerakási díjakat és és normál lerakóba tudja vinni a veszélyes hulladékot is. Erre egy példa Olaszországból: Az olasz ökomaffia üzletágai 30 százalékos növekedést könyvelhettek el az elmúlt évben, és elérték a 24 milliárd eurót. Az ökomaffia bevételei így már olyan cégekével versengenek, mint a Fiat autógyár. Mindezt a legismertebb olasz környezetvédelmi csoport, a Legambiente éves beszámolójában lehet olvasni. A csoport szerint semmi sem fejlődik úgy Itáliában, mint a környezetkárosítás, s az ökomaffia valódi pénzügyi tigrissé vált az utóbbi években. 1.1.2. Termék leírása (tervezett kapacitások, milyen technológiát szolgál ki) A hulladékok ártalmatlanításáról szólva az égetésen (és a lerakáson) kívül általában négy eljárás típusról szoktak beszélni: 1. Különféle besugárzások (UV) illetve kezelések (pl. ózon) esetleg hőkezelés. (Pontosan ezek válnak feleslegessé az általunk javasolt technológia alkalmazása esetén.) 2. Komposztálás ehhez nem illeszkedünk. 3. Rothasztás. Ez valójában nem ártalmatlanítás, hanem energia kinyerés. A mezofil erjesztés hőmérsékletén semmilyen káros, illetve patogén anyag nem semmisül meg. A nehézfémek is ott maradnak. A fermentációs maradvány, viszont a mi technológiánk alkalmazása esetén tüzelőanyag. 4. Külön kell szólni az RDF hulladékról. Ennek minősítése az egész EU területén ellentmondásos. (Ami közös az, hogy gyakorlatilag mindenki fél tőle). A Mi technológiánknak ez a hulladék is tüzelő anyaga. Az égetésnél a legtöbb forrás megkülönbözteti, illetve külön kezeli: - Az égetéssel való ártalmatlanítást és az égetést mint energetikai hasznosítást
Oldal14 A hulladék égetés alkalmazásának feltételei (akár ártalmatlanításról akár energetikai felhasználásról van szó) Európa valamennyi országában pontosan meghatározottak, egzaktak és meglehetősen szigorúak. Ugyanez nem mondható el a többi technológiáról. Ezeknél a feltételek megengedőbbek, és sok esetben nem is egzaktak. Az általunk kifejlesztett berendezés és javasolt technológia égetéssel való ártalmatlanítás energia kinyeréssel. Mivel a berendezésünk képes bármilyen szerves hulladékot, illetve hulladék keveréket elégetni amelynek nedvességtartalma nem haladja meg a 49%-ot, a teljes tömegre vetített fűtőértéke eléri 6MJ/kg-ot, és hamutartalma nem haladja meg az induló szárazanyag mennyiség 30%-át bátorkodtunk a berendezést: Magas nedvességtartalmú, kockázatot jelentő szerves hulladék ártalmatlanító berendezés nek nevezni. Az elnevezés azt is magában foglalja, hogy szemléletünkben a szerves eredetű környezeti kockázatot jelentő hulladék ártalmatlanítása egységes megoldandó feladatként jelenik meg. E helyen szükségesnek tartjuk, hogy az általunk kifejlesztett berendezés és technológia két nagyon lényeges sajátosságáról tegyünk említést: a. Minden bármilyen célra előállítot anyag és eszköz eredetileg a környezetünkből (levegő, föld, víz) származik és életciklusa legvégén oda is kerül vissza, hulladékként. A környezetterhelést (károsítást) az okozza, hogy a hulladékot nem oda, és nem akkora töménységben juttatjuk vissza, mint ahonnan és amilyen töménységben edetileg azt kivettük. A környezet legtöbbször szennyezett eleme a föld, a víz és a levegő. b. Az általunk javasolt technológiának a leglényegesebb eleme az, hogy a környezetbe visszavitt azt terhelő hulladék mennyisége az eredeti tömegnek csak minimális része. (A hamuban lévő hasznos anyagok kinyerése után a szárazanyag mennyiség 5%-át sem éri el, az is vízben oldhatatlan, megkötött formában) c. A termikus ártalmatlanítás során felhasználható energia keletkezik. Ennek során a CO2 kibocsátás ugyan jelentős, de mivel szerves anyagról lévén szó, ezt a CO2 mennyiséget a növényzet a jelen időben a levegőből vonta ki, tehát ez az emisszió nem növeli a légkörben lévő nettó CO2 mennyiségét.
Oldal15 A kifejlesztett berendezés és a javasolt technológia tehát a szerves eredetű hulladék ártalmatlanítására egyébként alkalmazott eljárásokhoz illeszkedik mert: - vagy feleslegessé teszi azt (besugárzás, hőkezelés, tárolás) - vagy az ártalmatlanítás befejező fázisa lehet (Rothasztásnál) - vagy lehetővé teszi annak energetikai felhasználását (RDF hulladék) Egy ma többé kevésbé még elfogadott ártalmatlanítási eljárás van amely konkurensként fogható fel: ez a komposztálás. Indokolt tehát hogy a két eljárás környezetre, illetve az eredményre gyakorolt hatását illetően összehasonlítást készítsünk. 1.1.2.1. A szennyvíziszap és egyéb szerves települési hulladék komposztálása és azok termikus ártalmatlanítása hatásának összehasonlítása. Elöljáróban meg kell jegyezni, hogy minőségi különbség van a szerves eredetű mezőgazdasági és élelmiszeripari hulladékból készült komposzt, valamint a szennyvíziszapból illetve a települési szilárd szerves hulladékból készült komposzt között. Míg az előbbi gyakorlatilag nem tartalmaz sem mérgező, sem patogén anyagokat, sem káros nehézfémeket, így kockázatot nem vagy alig jelent, addig az utóbbi szükségképpen tartalmaz ilyeneket, és az összetétele is sokkal bizonytalanabb, így annak mezőgazdasági felhasználása kockázattal jár. A továbbiakban kizárólag az szennyvíziszapból készült komposztról írunk. A komposztálás legelterjedtebb formája az, amikor magas nedvességtartalmú szerves hulladékot, (szennyvíziszapot, vagy egyéb szerves hulladékot pl. ételmaradék, vágóhídi hulladék stb.) valamilyen adalék anyaggal kevernek (szalma, faapríték, tőzeg) úgy, hogy az induló szubsztrátum nedvességtartalma 50-55% és a C:N arány 1:30-40 legyen. Ezt a keveréket prizmákba rakják, levegőztetik. Ennek hatására oxidációs folyamat indul be melynek során a hőmérséklet 2 3 napra 55-75 C ra emelkedik. Ezt követően a hőmérséklet fokozatosan csökken, majd végül a környező hömérsékletet veszi fel.
Oldal16 (A leírásokban az olvasható, hogy ez a hőmérséklet elpusztítja a patogén élő szervezeteket. Ez minden bizonnyal igaz, de nem pusztítja el ezek spóráit, amelyek a talajba kerülve nagyon hosszú ideig fertőzőképesek maradnak. Nem semmisülnek meg a szubsztrátumban eredetileg bent lévő méreganyagok, gyógyszermaradványok, és változatlan mennyiségben maradnak a nehézfémek is) Az oxidációs szakasz befejezése után összesen kb fél éves kezelés és pihentetés következik. Végeredményként a komposzt szárazanyag tartalma 72-77%-ra növekszik, miközben szárazanyagából 30%-ot veszít. Az aerob szakaszban oxidációs folyamat játszódik le, az anaerob szakaszban pedig egyfajta erjedés. Az előbbiben a vízveszteség mellett jelentős a CO2 és NH4 emisszió, az utóbbiban pedig CH4 képződik, amely a végén a légkörbe jut. 1. táblázat: A komposztálás és a termikus ártalmatlanítás üzemvitelének összehasonlítása 1 t szennyvíziszap szárazanyagra vetítve Megnevezés Sz.anya g % Teljes mennyisé g kg Sz.anyag összesen kg Szennyvíziszap 20% 5 000 1 000 Adalék (szalma) 85% 5 294 4 500 Induló szubsztrátum összesen 53,43% 10 294 5 500 Szárazanyag veszteség 30% 1 650 Komposzt mennyiség 75% 5 133 3 850 A komposzt növényi tápanyag tartalma N P K %/szárazanyag kg 2,60% 3,50% 1,10% Hatóanyag összesen kg 100 135 42 A műtrágya hatóanyag tartalma % 20% 25% 40% Műtrágya egyenértékben kg 501 539 106 Figyelembe vett egységár /kg 0,47 0,60 0,50 Műtrágya egyenértékben 235 323 53 Összes (elméleti) műtrágya érték 612 Adalékanyag ára (50 /t) 265 A komposztálás üzemviteli költségei 160 A komposztálás eredménye 187 Termikus ártalmatlanítással elérhető Egységre Összes Összes en érték Kinyerhető energia (MJ) 12 12 000 120 Foszfor kg 0,0225 22,5 68 Termikus ártalmatlanítás eredménye 188 Kétségtelen, hogy a komposzt tömegét tekintve jelentős mennyiségű növényi tápanyagot (N, P, K) tartalmaz, amellyel elvileg műtrágya váltható ki. Emiatt sokan igen jó és gazdaságos módszernek tartják (Elhangzott: a szennyvíziszap a termőföld folyékony aranya ha ez így lenne, nem kellene a háztartásokhoz méregdrága infrastrukturát kiépíteni a begyűjtésükre!). Egyébként nem vitatva ennek jelentőségét, de megjegyezzük, hogy a szennyvíziszapban lévő növényi tápanyagok nem
Oldal17 felvehető állapotban vannak, hiszen a szennyvíz kezelése során éppen az volt a cél, hogy ezeket az anyagokat vizben oldhatatlan csapadékként válasszák ki, hogy az élővízbe ne kerülhessenek be. Ami a kész komposztból mégis felvehető tápanyag a növények számára az főként az adalékanyagból származik. Az 1. táblázatban végigszámoltuk a szennyvíziszapra vonatkozóan a komposztálás teljes eredményét. Ezt hasonlítottuk össze, a termikus hasznosításból származó energia értékével, valamint a hamuból való foszfor kivonás műtrágya egyenértékével. Figyelmen kívül hagytuk, az emisszió számszerűsíthető értékét. A táblázatból látható, hogy pénzügyi (üzemviteli eredmény) szempontból a komposztálás még akkor sem kedvezőbb a termikus ártalmatlanításnál, ha feltételezzük, hogy a növényi tápanyagok 100%-ban hasznosulnak. Meg kell jegyezni, hogy a műtrágya megtakarításból származó eredmény nem a hulladék tulajdonosánál jelenik meg. Így a komposztálás egy szennyvíz telepen ahol az adalék anyagot vásárolni kell szükségképpen veszteséges tevékenység. ( A komposzt forgalmazók eredménye a hulladék beszállítók által fizetett térítési díjból származik) További tény, hogy a mezőgazdasági termelők szerintünk joggal idegenkednek az ilyen komposzt felhasználásától mivel: - szinte minden országban ennek felhasználása folyamatos talajvizsgálathoz kötött - a termesztett növények jelentős részénél (zöldség, takarmánynövények, stb) tiltott az ilyen komposzt felhasználása. - biotermékek előállításához nem megengedett az ilyen komposzt felhasználása A közölt adatok alapján látható, hogy még pénzügyi szempontból is versenyképes az általunk javasolt technológia a technológiai konkurenciát jelentő komposztálással. 1.1.2.2. A kifejlesztett berendezés műszaki tartalma és újdonságai A szennyvíziszap monoégetése az eddigiekben csak nagyméretű fluid ágyas kazánokban volt megoldható úgy, hogy a hulladék égetésre vonatkozó szabályokat (hőmérséklet, emisszió) be tudják tartani.
Oldal18 Ezeknek az égetőműveknek mindegyike csak jelentős fosszilis energiahordozó felhasználásával üzemeltethető. Az általunk kifejlesztett berendezés áll egy speciális keverő és adagoló egységből amely programozhatóan biztosítja, hogy az előégető térbe megfelelő mennyiségű és összetételű tüzelőanyag jusson be. Az előégető egy mozgólépcsős kazán primer és szekunder égéstérrel. A mozgólépcsős kazán működése ismert ugyan, de itt speciális követelményeknek is meg kellett felelni. A lépcsősor kialakítása, valamint a primer égéslevegő horizontális bejuttatása illetve a furatok speciális kialakítása a lépcsők homlokfelületén biztosítja, hogy a nagy nedvességtartalmú keverékből minden éghető anyag távozzon, valamint a keverék a mozgólépcsőkre ne ragadhasson rá. Újdonság a szekunder égéstér kialakítása és szekunder égéslevegő bejuttatása is. A szekunder égéstér kialakítása, valamint a pontosan adagolt előmelegített szekunder égéslevegő bejuttatásának egyedi módja, olyan turbulenciákat hoz létre, amelyek biztosítják a füstgáz és az égéslevegő tökéletes keveredését, ez által a Füstgázban még bentlévő CO elégést. Ezt még elősegíti egy égést katalizáló elem beépítése is. A szekunder tűztér az előírt állandó hőmérsékletét (800-850 C) tehát a CO elégése biztosítja. Mivel ez a megoldás technikailag több újdonságot tartalmaz, védettségének biztosítására szabadalmi bejelentést adtunk be. Az eljárás folyamatban van. Az utóégetőben az előírt hőmérsékletet - 950 C beépített pellet égőkkel további ráfűtéssel biztosítjuk. Az utóégető térfogata, illetve a benne lévő terelők biztosítják az előírt tartózkodási időt is. Az előégetőt elhagyó füstgáz a helyi igényeknek megfelelő hőcserélők közbejöttével biztosítja az energia hasznosítását. A hőcserélők és az energia hasznosítók után a már lehűlt füstgáz a GARANTFILTER cég által konstruált füstgáz végtisztítóba kerül amellyel Égetőmű 2. ábra: A berendezés elvi felépítése Füstgáz tisztító
Oldal19 garanciálisan biztosítja, hogy az emissziós értékek, mindig a megadott határértékeken belül maradjanak. Az elvi felépítést a 2. ábrán látható Mindenütt fontos az elektromos energia, ezért általánosan alkalmazunk egy olyan termóolajos hőcserélőt, amellyel biztosítani lehet az ORC berendezés energia ellátását. Az általunk kifejlesztett berendezés kapacitása 1,6 MW lehetővé teszi egy TURBODEN-300- as, vagy hasonló paraméterekkel rendelkező más, pl. B:POWER ORC WB-1 berendezés kapcsolását, amely biztonságosan lead 160 220 kwh elektromos áramot óránként. Ezen túl még lehetőség van az ORC berendezés maradék hőjének (pl. 90/70 oc-os rendszerben) további hasznosítására. (szárítás, fűtés stb.) A prototípus teljesítménye 1,6 MW. Ez a teljesítmény a szükséges a Turboden 300 (legkisebb termoolajjal működő) berendezéshez. A központi szívó ventilátor teljesítménye változtatható (növelhető) a berendezés egyes elemeinek méretezése lehetővé teszi, hogy a berendezés ennél nagyobb teljesítménnyel (2,3-2,4 MW) üzemeljen, így annyi energiát szolgáltasson, amely elegendő egy nagyobb - TURBODEN 400 as ORC berendezés üzemeltetéséhez. Ez már képes óránként 300-350 kwh felhasználható elektromos energiát szolgáltatni. A jelenlegi gyártási terv ilyen berendezésről szól. Természetesen a későbbiekben az egyes részelemek méretváltoztatásával lehetőség lesz az igényeknek megfelően más teljesítményű (1-5MW) berendezések gyártására is. 1.1.3. Potenciális vevők A berendezés mint említettük alkalmas gyakorlatilag minden szerves hulladék mono vagy kevert termikus ártalmatlanítására és a belőle energia kinyerésre, amely az 1.1.2 pontban részletezett feltételeknek megfelel. Ennek megfelelően a potenciális, vevőkörnek azokat az egységeket tekintjük, ahol a berendezés folyamatos üzemeltetéséhez szükséges szerves hulladék mennyiség rendelkezésre áll.
Oldal20 1.1.3.1. Milyen kapacitású üzemeket vagyunk képesek kiszolgálni? A berendezés gyakorlatilag nagyon sokféle összetételű hulladék keverék ártalmatlanítására alkalmas. Az egy berendezéssel kiszolgálható üzemméret (szennyvíztisztító, vagy hulladék feldolgozó telep) az ártalmatlanítandó hulladék összetételétől függ. Sokféle lehetőséggel számolhatnánk, de az látszik célszerűnek ha 3. ábra kiválasztunk három alaptípust és méretet ezekre vonatkozóan adjuk meg. Szennyvíziszap monoégetés Ez kifejezetten a szennyvíziszap kezelésére vonatkozik. Olyan szennyvíztisztító telepeken van relevanciája, ahol sem rothasztás, sem komposztálás nincs, a keletkező iszapot szárítják, lerakják, vagy másoknak tovább feldolgozásra (térítési díj fizetése mellett) adják át. A minimális évi 20% szárazanyag tartalmú iszap mennyiség 16 17 000 t. Ez 160 170 000 L.E. t kiszolgáló szennyvíztisztító telep nagyságrendet jelent. (modell:3. ábra) Szennyvíziszap és RDF hulladék együtt égetése Ez komplett hulladék kezelési (hasznosítási) eljárás. Mivel a berendezés alkalmas rá, a 30-40 000 lakosú kisvárosokban a teljes szerves hulladék kezelés megnyugtatóan megoldható. Ebben az esetben nincs sem rothasztás, sem pedig szárítás. 4.ábra A keletkező energia gyakorlatilag tiszta nyereség, a lerakási díj megtakarítás, pedig a költségek csökkenésével növeli a nyereséget. Csak lehetőségként villantottuk fel azt a variációt, ha a kinyerhető energiákat nem