HUNI | R E C E T O X SCI E0280 TECHNOLOGIE A NÁSTROJE OCHRANY ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ II Odpadové hospodářství 3 Odstraňování odpadů RNDr. Mgr. Michal Bittner, Ph.D Odstraňování odpadů Odstraňování odpadů - definice dle platné legislativy Vybrané způsoby odstranění odpadů Spalování Skládkování Odstraňování odpadů Definice dle platné legislativy (zákon č. 541/2020 Sb. O odpadech přílohy 6 tohoto zákona) Smí být realizováno pouze v zařízeních k tomu určeným na pozemcích k tomu určeném a schváleném v souladu s technickými podmínkami, které zajistí ochranu životního prostředí a zdraví lidí. Příloha č. 6 k tomuto zákonu uvádí způsoby odstranění odpadů a úpravy a skladování odpadů před jeho odstraněním Čistka 222 Sbírka ľ.áktinu í. 541 / 2020 Strana 6177 Příloha č. A k zákonu č. 541/2323 Sh. Zpúsnby odstranění odpadu a úpravy a skladovaní odpadu před jeho odstraněním D1a Ukládáni v úrovni nebo pod úrovni terénu (například skládkování) D1 b Ukládání odpadů jako technologického materiálu na technické zabezpečení skládky D2 Ú pra va půdními procesy (napríklad biologický rozklad kapalných odpadů nebo kalů v půdě) D3 Hlubinná injektáž (napríklad injektáž čerpáte Iných odpadů do vrtů, solných komor nebo prostor přírodního původu) D4 Ukládání do povrchových nádrži (například vypouštění kapalných odpadů nebo kalu do prohlubní, vodních nádrží nebo lagun) D5 Ukládáni do speciálně technický provedených skládek (například ukládáni do utěsněných oddělených prostor, které jsou uzavřeny a izolovány navzájem i od vnějšího prostředí) D6 Vypouštění do vodních těles, s výjimkou moří a oceánů D7 Vypouštění do moři a oceánů, včetně ukládání na mořské dno D8 Biologická úprava jinde v této příloze nespecifikovaná, jejímž konečným produktem jsou sloučeniny nebo směsi, které se odstraňují některým ze způsobů uvedených pod označením D1 až D12 D9 Fyzikálné-chemická úprava jinde v této příloze nespecifikovaná, jejímž konečným produktem jsou sloučeniny nebo směsi, které se odstraňují některým ze způsobů uvedených pod označením D 1 až D 12 (napřiklad odpařováni, sušeni, kalcinace) D10 Spalování na pevnině D11 Spalovaní na moři D12 Trvalé uložení (napríklad ukládání v kontejnerech do dolů) D13 Míšení nebo směšování před odstraněním některým ze způsobů uvedených pod označením D1 až D12 D14 Přebalení před odstraněním některým ze způsobů uvedených pod označením D1 až D13 D15 Skladováni před odstraněním některým ze způsobů uvedených pod označením D1 až D14, s výjimkou dočasného uloženi v rámci shromažďování a sběru. Poznámky K bodu D11 - Tento způsob je zakázán právními předpisy EU a mezinárodními úmluvami, K bodu D13 - Pokud není k dispozici jiný vhodný kód D, může tento postup zahrnovat předběžné činnosti předcházející odstránení, včetně předzpracování, jako napřiklad třídění, rozmělňování, lisováni, peletizace, sušeni, drceni, kondicionováni nebo oddělováni před použitím některého ze způsobů označených D1 až D12. Obsah 1) Dá^ííííňoviiUÍ oůpaůu - dtiíiň&t dít phxtlié ít^ÍBÍíťá 2) Vybrané způsoby odstranění odpadů a) Spalování b) Blúádkovůiú Energetické využití odpadů Produkce elektrické energie na 1 tunu odpadu 600 500 400 300 200 100 0 □ Spalovna □ Anaerobní digesce □ Skládka Spalovna Anaerobní digesce Skládka Omezování vzniku (nebezpečných) odpadů Termické procesy Spalování, pyrolýza - klasický postup - Brno 1905, 7 spalovacích komor, parní kotel 1 MPa, turbina a alternátor 510 kVA Spalování jakéhokoliv paliva je dáno především obsahem hořlavin, popela a vody - spalovací trojúhelník. Odpad jako méně hodnotné palivo má velmi odlišné vlastnosti -zrnitost, výhřevnost, hořlavé vlastnosti dané složením, měrným povrchem. Spalovny - dimenze v množstvích stovek kg až kt za den ukazateli odpovídají provozu plynových elektráren Čištění probíhá v péti stupních: Roční produkce tepla pokryje pot 40 000 domácností. Vyrobená elektřina dokáže zásobovat po celý rok 20 000 domácností. Energetické využití odpadů ušetří každý rok tolik černého uhlí, že by zaplnilo 30 km dlouhý vlak. Každoročně dokážeme ze škváry získat 4 000 tun železných a 280 tun neželezných kovů. Zařízení na energetické využívání odpadu vypouští méně dioxinú než slavnostní ohňostroj. Dokážeme zpracovat vfce než 97 % směsného komunálního odpadu vzniklého na území města. Brno patří v nakládání s odpady k evropské špičce. Ve spalovací komoře kotle se chemickou reakcí výrazně zredukuje množství oxidů dusíku. Použitím aktivního uhlí se na minimum sníží objem těžkých kovů a dioxinů. Jemně rozprášené vápno neutralizuje kyselé složky zplodin. Pokud zplodiny stále vykazuji'vyšší koncentraci kyselých složek, vžene se do spalin hašené vápno. Poslední stupeň čištění představují textilní filtry. Každý rok energeticky využijeme okolo 240 000 tun odpadu, který byjinak bez užitku ležel na skládkách. Díky tomu můžeme Brnu dodat 1 milion GJ tepelné energie a více než 46 000 MWh elektrické energie. Za jediný rok tak ušetříme 100 000 tun černého uhlí. ZAŘÍZENI NA ENERGETICKÉ VYUŽÍVÁNÍ ODPADU V BRNĚ SAKO BRNO A ENERGE VYUŽÍVÁNÍ ODPADU provozními a ekologickými parametry ke špičkovým technologickým zařízením podobného typu v celé Evropě. Energetické využívání odpadu v současné době představuje nejefektivnějšía k přírodě nejšetrnějSf způsob, jak využít tisíce tun směsného a průmyslového odpadu, který již dál nelze recyklovat, k výrobě tepelné a elektrické energie. VÝHODY ENERGETICKÉHO VYUŽÍVÁNÍ ODPADU Ekologický a bezprašný provoz Redukce hmotnosti odpadu na 25 % Red Dok ukce objemu odpadu o 90 % Dokonalé vyhoření odpadu až na anorganický materiál - škváru Více čistotya energie pro občany města Brna ODPAD JAKO ZDROJ ENERGIE uhB, proto hoří sám bez přídavného paliva. Teplo uvolněné pň spalováníohřívá kotle naplněné demineralizovanou vodou, která se přeměňuje na vysokotlakou přehřátou páru. Pára roztáčílopatky turbíny spojené s generátorem elektrické energie. Současně s výrobou elektřiny putuje část páry do centrální soustavy zásobování teplem města Brna. Energie uvolněná při spalování odpadu se tak Brňanům vrací zpět ve formě tepla a elektřiny. Spalování odpadů - vhodný prakticky pro všechny druhy odpadů (ideálně s energetickým potenciálem) mimo odpadů výbušnin a odpadů radioaktivních - tzv. spalovací menu = zajištění rovnoměrného chemického zatížení spalovacího procesu a konstantní výhřevnost - drcení a míšení odpadů. bezpečný způsob odstraňování odpadů, jehož proces je nepřetržitě monitorován především z hlediska vlivu na ovzduší spalováním dochází k redukci hmotnosti/objemu odpadů v průměru o cca. 75 - 90 % Bunkr s odpady - homogenizace Spalování odpadů Spalovna odpadů je technická jednotka určená k tepelnému zpracování odpadů - spalováním s využitím nebo bez využití vzniklého tepla. Proces spalování odpadů probíhá buď: ^> Přímým oxidačním spalováním ^> Pyrolýzním zplyňováním (bez vzduchu) s dopálením vzniklých plynných látek ^> Plazmovým hořákem (teploty vyšší než 4000°C) Spalovaný odpad nebo z něj vzniklé spaliny prochází při vlastním spalovacím procesu teplotou minimálně 850°C případně 1100 °C (v odpadu je více než 1% chloru). Podmínka - doba zdržení spalin na těchto teplotách min. 2 s za posledním přívodem kyslíku. Zařízení musí být vybavena kontinuální systém měření emisí. Spalovna se sekundární spalovací komorou To Heat Recovery Boiler Removal Water Pit Figure 5. Example of starved air incinerator with secondary combustion chamber (From United States Environmental Protection Agency, Washington, D.C., Report SW797, November 1979). Spalování odpadů Hlavní škodliviny: ^> Odprášení - nutnost zachycení i jemných aerosolů ^> Kyselé plyny zejména HC1 ^> Toxické kovy (Hg - ukazatel účinnosti čištění spalin) ^> PCDDs/Fs — omezení vzniku — konstrukce topeniště, T, doba zdržení při T nad 1 000 °C, rychlé zchlazení ^> Alifatické halogenované HCs zachycené aktivním uhlím nebo koksem (společně se stopami PCDDs/Fs) ^> Oxidy dusíku Spalování odpadů Zjišťování emisí - emisní limity Kontinuální měření: CO, NOx, TZL, TOC a referenční údaje - na některých spalovnách S02, HO, výjimečně HF Jednorázové měření zjišťuje hodnoty, které nejsou měřeny kontinuálně (TK, PCDD/DF, HC1, HF, S02 akreditovanou laboratoří Emise Denní limit Půlhodinový limit 100 % 97% TZL 10 mg/m3 30 mg/m3 10 mg/m3 TOC 10 mg/m3 20 mg/m3 10 mg/m3 10 mg/m3 60 mg/m3 10 mg/m3 HF 1 mg/m3 4 mg/m3 2 mg/m3 S02 50 mg/m3 200 mg/m3 50 mg/m3 N02 400 mg/m3 - - Emise Denní limit Půlhodinový limit 97 % 100 % CO 50 mg/m3 100 mg/m3 Emise Limit Cd, U 0,05 mg/m3 0,05 mg/m3 As, £Ja. Qi, co.Qu, Ma, Ni, V 0,5 mg/m3 Dioxiny a furany 0,1 nCLEEňri3 Spalování odpadů Přehledné schéma technologie spalovny Elektrická en. 4 Struska Filtrační' kal Sádrovec Příjem odpadů Spalovací část Výroba páry a elektrické energie Suché čištění spalin Mokré čištění spalin Suché čištění spalin i Suché čištění spalin Denox 1 - rotační pec 3 - parní kotel 5 - dávkování sody 7 - kyselá pračka 9 - tkaninový filtr 10-denox 2 - dohorívací komora 4 - ekonomizér 6 - elektrostatický filtr 8 - alkalická pračka 11 - komín ZEVO Brno ELEKTRICKÁ ENERGIE TEPELNÁ ENERGIE ^ TURBÍNA gJf]=Ä GENERÁTOR ZÁSOBNÍK ODPADU SPALINY SKVARA SILA S PRODUKTY ČIŠTĚNÍ 1 \ } \ 1 1—L r i SOL Dl FIKAT SPALOVANÍ CISTENI SPALIN SOLDIFIKACE ZEVO Brno - likvidace popílku spalování i. stupeň čistění II. STUPEŇ ČIŠTĚNÍ S0LIDIF1KACE Kodaň Vídeň Spalovna nebezpečných odpadů SITA CZ v Ostravě Omezování vzniku (nebezpečných) odpadů Spoluspalování odpadů v cementárenských pecích Mimořádně efektivní technologicky i ekonomicky: ^> Není nutná investice do nového zařízení (spalovna TKO - ca 5 mld Kč) ^> Vysoká účinnost spalování za vysoké teploty a dlouhé doby zdržení ^> Zachycení popelovin ve slinku a jejich následné vázání v betonu ^> Protiproudy pohyb suroviny a spalin — malá možnost vzniku PCDDs/Fs rekombinací z radikálů a z volného chlóru v pásmu s teplotou asi 900 °C ^> Vhodné pro zneškodňování odpadních rozpouštědel, zbytků barev a pigmentů, pneumatik. Cementárenské pece ^1 sou cementárenské pece schopné rozložit nevratně POPs v souladu s požadavky SC ? Dlouhá mokrá pec Dlouhá mokrá pec Odstraňování odpadů — D10 Spalování O 0 ô https://www.chmi.cz/tlles/poiial/docs/uoco/oez/emise/spalovny/in 0 ^fe *w* © Í © ^] hy drom&tco r o Logicky úatav Oddělení emisí a zdrojů Seznam zařízení pro tepelné zpracovaní odpadu v ČR Aktualizováno 14. 2. 2023 Český hydrometeorologicky ústav zpracovává a ve spolupráci s ČIŽ - průběžně aktualizuje databázi zařízení pro tepelné zpracování odpadu. V návaznosti na článek 55 směrnice 20L 0/75/EU, o průmyslových emisích ze dne 24. listopadu 20 L 0, který upravuje přístup k infor níže uvedeném odkazu seznam zařízení pro tepelné zpracování odpadu, která jsou v současné době v České republice v provozu. Tiacím a spoluúčast veřejnosti, zpřístupňujeme v Seznam spaloven odpadu vCRje možno stáhnout ve formátu *.xls Seznam zařízení spoluspalujících odpad ve formátu *.xls Doporučujeme soubo™/szá'r. nou r na '-oká'-ri ■' poč Ora č, p^h'^zs^ ;? pomoc' fz-z^^-.u MS Excel a n ?p cuz:va r náhled souborů v In remero'/é/n prvhíížeči. Kontaktní osoba: Ing. Ilona Dvořáková e-mail iloni.c oiil.o iĚchmi.cz Obsah 1) UcI^CXíiliDylilii DCipíiCJli - n,f*rTrvl.fie cUp plžlXilS 2) Vybrané způsoby odstranění odpadů i ^piiJoyiiiii b) Skládkování Skládkování odpadů Nejrozšířenější metoda odstraňování a to i NO Velké rozdíly mezi zeměmi - UK - 80 % skládkování, Švýcarsko -80 % spalování - zákaz skládkování. Vlivy výrobců a provozovatelů. Skládkování odpadů Na skládky nelze ukládat odpady nevyhovující výluhové zkoušce definované zákonem a vyhláškami. Na skládky by neměly být ukládány odpady závadnější než komunální směsný odpad. Všechny ostatní musí být solidifikovány a tím snížena závadnost výluhu. Hnilobné a organické výluhy uvolňující odpady musí být spalovány a na skládku ukládány pouze popeloviny (bez přítomnosti toxických kovů). Odstraňování odpadů — Dl Skládkování Definice skládky podle právních předpisů a norem: Skládka je zařízení zřízené v souladu se zvláštním právním předpisem (stavební zákon) a provozované ve třech na sebe bezprostředně navazujících fázích provozu, včetně zařízeni provozovaného původcem odpadů za účelem odstraňovaní vlastních odpadů a zařízeni Zákon č. 541/2020 Sb., o odpadech definuje následující fáze provozu skládky: ^> První fáze provozu skládky - provozováni zařízení k odstranění odpad jeho řízným uložením na nebo pod úrovní terénu, ^> Druhá fáze provozu skládky - provozování zařízení k případnému využívání odpadů při uzavíraní a rekultivaci skládky, ^> Třetí fáze provozu skládky — provádí se následná péče o skládku, aniž by docházelo k nakládání s odpady. Tato doba trvání nesmí být kratší než 30 let. Skládky Konstrukce skládek Figuře 4.6.1 Conslruction of a landfill Odstraňování odpadů - Dl Skládkování Vzorový příčný rez SeporaCnT geotextilie 300q/m2 ABS II 5cm Drenú2ní vrstva 16-32mm tl. 30 cm OKSI 10cm Krycí geotextilie 800g/m2 SD 20cm IzolacnT folie PeHD 2mm ŠTP 20 cm Minerální tesnení 50-100cm kf=1x10-9 m/s ZemnT plaň Příloha e.2 Odstraňování odpadů — Dl Skládkování Skladba dna skládkového tělesa q> Minerální těsněni (jíl) o tl. min. 0,5 m s koef. filtrace (kf) < 1*10-9 m.s-1 q> Fóliové těsněni HDPE o tloušče 1,5 mm (S-OO), resp. 2 mm (S-NO) q> Ochranná netkána geotextilie gramáže 800 g/m2. q> Plošný drén ze štěrku zrnitosti 16 — 32 mm s kf > 1*10-4 m.s-1 q> Perforovaný trubní drén v každém poli skládky q> Hlavni sběrač —> nepropustná jímka —> externí COV vzorov? příčný řez drenem min. 200 cm perf. 15% — DLE SKLADBY IZOLACE SKLÁDKY Skládkování - problémy ^> Průsaky do podzemních vod ^> Splachy do terénu, vodních toků a nádrží % Uniky par, reakčních a fermentačních plynů, produktu hoření do ovzduší \ Průnik fermentačních plynů do podloží a riziko výbuchu \ Nestabilita a riziko sesuvu skládky či složiště \ Riziko úrazu nebo infekce či intoxikace osob na skládce Cesty emisí ze skládek nebezpečných odpadů precipitation carrying away solid matter via erosion Icachaic emerging al Mirlbcc v surface runoíT leuchak's with pollutentt permeable soil 3aycr direction of řlcrt*" contaniinalcd ■ -^m WW ffl "M PVH MB_ ground warn r _ soil layer with little permeability Figure 4,5,1 Emission pathways from a hazardous waste site (from Ahlaxthxiktm) Odstraňování a použití skládkového plynu Zdroje kontaminace podzemních vod v okolí skládek JitTusť sources lamiel agriculture; fatifim (nitraicsi, posiicidcs w "t ' u ^ —^rjr*«^jj-vr"- pouíKHvatef table lay^r impťfmťaWe to w?ucr f-'iíZLirc 4,6.2 Sources of ground\v;iU,t eontiiminuUon risk ntr;ir :i landfill Rekultivace skládkových těles Technická rekultivace ^> Minerální těsněni o tl. 0,5 m s kf < 1*10-8 m.s-1 ^> Fóliové těsněni HDPE o tl. 1 mm ^> Ochranná netkaná geotextilie gramáže 400 g/m2. ^> Odvodňovací žlab z tvarovek TBM 1-50 osazených v betonu tl. 10 cm. Biologická rekultivace ^> 70 cm zemin - podorniční vrstva (možnost využití odpadů) ^> 30 cm zemin zúrodnění schopných - ornice ^> Ozelenění povrchu (zatravnění + ostrůvky keřů) Rekultivace skládkových těles Omezování vzniku odpadů Biologické procesy ^> Nejčastěji kompostování — výhodné pokud opad neobsahuje plasty, toxické kovy, POPs. ^> Využívá se pro odpady živočišného původu a nekontaminované TPO. ^> Nutnost určení celkové bilance a látkových toků škodlivin vnášených do půdy hnojivy, kompostem, spadem z atmosféry atd. v dlouhém časovém období. ^> Anaerobní fermentace — redukce množství, využití uhlíkového substrátu k produkci methanu. ^> Některé škodliviny se lépe odbourávají redukčními než oxidačními procesy. Technologie pro využití BRO Aerobní degradace - kompostování ^> nejstarší technologie, biologické rozkládání BRO za přístupu kyslíku ^> zelený odpad, odvodněné kaly z biologických čistíren OV nebo kalů z papírenského, potravinářského průmyslu a biologicko rozložitelný komunální odpad (BRKO) Cílem je konečné odbourání původních organických substancí a jejich transformace na stabilní humusové látky využitelné v zemědělských a lesních provozech Typy kompostáren - halová, boxová, krechtová, kontejnerová, tunelová, vaková, žlabová Kompostování Technologický postup Po odstranění nežádoucích příměsí (kamenivo, kovy, plasty, sklo) je pomocí speciálního drtiče vstupní surovina přepracována na homogenizovanou směs. Následně je dávkována směs do boxů, nádrží, kontejnerů podle typu kompostárny. Výstup po dodatečném zrání na volné ploše je upraven na sítu na požadovanou frakci a kvalitu k dalšímu využití. Kompostování - problémy ^> Přenos toxických látek (kovů..) do půdy a potravních řetězců ^> Závady pachové ^> Zvýšený výskyt hlodavců a hmyzu Anaerobní vyhnívání (digesce, fermentace) ^> biochemický proces tvorby bioplynu bez přítomnosti kyslíku ^> vhodné pro všechny odpady živočišného nebo rostlinného původu mimo zbytků těl zvířat a tkání Cílem je maximální využití biodpadu k produkci bioplynu a jeho následné využití (teplo, elektrická energie). Typy technologií - suchá (výstupem je digestát), mokrá (výstupem je fugát), výstupy vhodné pro aplikaci na zemědělskou půdu nebo další zpracování v kompostárně Anaerobní vyhnívání Technologický postup Po odstranění nežádoucích příměsí (kamenivo, kovy, plasty, sklo) je pomocí speciálního mlýnu vstupní surovina přepracována na homogenizovanou směs bez přidání dodatečné vody (suchá), s přidáním vhodné kapalné odpadní vody (mokrá). Následně je dávkována směs do vyhnívací nádrže. Bioplyn je jímán v plynojemu k dalšímu energetickému využití b Ioodpady Proces výroby bioplynu Teplo Koce n erační jednotka kaly čistíren odpadních vod Bioplyn BIOPLYNOVÁ STAN KE vedlejší zemědělské produkty JtOlOtÍH ŽIVÍM « UZAVtltA cíleně pěstovaná eiomasa elektři na V pIg e stat aplikace na pole Technologie pro využití BRO Výnos bioplynu z tuny biomasy Biomasa MWh Biomasa MWh Kejda 0,10 Iravni silaz 0,75 Kaly z ČOV 0,12 Kukuriční silaz 1,00 Lihovarské výpalky 0,24 Žitná siláž 1,00 Bramborové slupky 0,30 Odpady z jatek 1,10 Slepici hnuj 0,32 Tuk z odlučovačů 1,32 Cukrová řepa 0,36 Zbytky jídel 1,50 Komunální bioodpady 0,46 Repkové pokrutiny 3,16 Mléko 0,48 Odpad z pekárny 3,76 'Zelená řezanka 0,70 Starý tuk 5,00